Qué válvula elegir

Para dimensionar una válvula, se deberán conocer los parámetros relacionados con el funcionamiento del circuito.

• La presión es un factor esencial que habrá que tener en cuenta, por un lado, para evitar infradimensionar la válvula y que se produzcan de fugas o rupturas y, por otro, para evitar sobredimensionarla.
• Deberá identificarse la temperatura de servicio, es decir, la temperatura del fluido en circulación, así como la temperatura ambiente alrededor del cuerpo de la válvula; es importante conocer las temperaturas extremas a las que deberá someterse la válvula para poder elegir una que pueda funcionar en estas condiciones, especialmente en lo que se refiere a los materiales utilizados para fabricar el cuerpo, el sistema de cierre y las piezas de sellado.
• La presión de servicio, es decir, la presión a la que se somete el fluido en la válvula.
• El caudal del fluido y la velocidad de circulación. El caudal y la velocidad nominal son elementos de especial utilidad a la hora de elegir la válvula correcta, especialmente si se va a utilizar para regular dicho caudal. El coeficiente de caudal (Kv) es un valor teórico definido por el fabricante para calcular el caudal nominal de la válvula. Este coeficiente puede indicarse en litros por minuto (l/min) o metros cúbicos por hora (m3/h). Los fabricantes de válvulas ofrecen gráficos para determinar este coeficiente a partir, sobre todo, del caudal deseado y el diámetro nominal.
• El diámetro nominal (DN) de la canalización a la altura de la válvula. Este criterio es imprescindible para evitar tanto el sobredimensionamiento de la válvula, que podría conducir a un funcionamiento inestable de la instalación, como el infradimensionamiento, para evitar caídas de presión significativas que dañarían la válvula muy rápido.

Las válvulas de mariposa se utilizan principalmente para controlar el caudal de un fluido. Dependiendo de los materiales utilizados en su fabricación, podrán utilizarse con diferentes tipos de fluidos: fluidos químicamente neutros como el agua o el aceite, lodos, fluidos alimentarios o farmacéuticos; algunas válvulas de mariposa pueden diseñarse especialmente para operar con fluidos corrosivos. Sin embargo, las válvulas de mariposa no podrán utilizarse con fluidos cargados con partículas sólidas, lo que podría impedir su cierre completo.

Las válvulas de mariposa son válvulas de «cuarto de vuelta». Su funcionamiento requiere una rotación de 90° entre la posición abierta y la cerrada. Para diámetros grandes, pueden requerir un sistema de accionamiento equipado con engranaje desmultiplicador que compense la presión ejercida directamente sobre la válvula de mariposa.

Las válvulas de mariposa han sido diseñadas para garantizar un buen sellado. El montaje de las válvulas de mariposa de gran diámetro suele ser, a menudo, brida, mientras que las válvulas destinadas a los circuitos de calefacción, por ejemplo, suelen ser válvulas roscadas. Por lo general, las válvulas de mariposa presentan dimensiones reducidas, sobre todo en comparación con las válvulas de bola.

Las válvulas de bola se utilizan para detener la circulación de un fluido. Las válvulas de bola tienen la forma de una esfera atravesada por un orificio, por lo general del mismo diámetro que la tubería. Son válvulas «cuarto de vuelta», que tienen la ventaja de no obstruir el caudal del fluido en posición abierta. Cuando el orificio de la bola tiene el mismo diámetro que el tubo, se denomina «válvula de paso total». Este tipo de válvulas garantiza una buena estanqueidad en posición cerrada.
Estas válvulas se utilizan tanto para líquidos —agua, aceite,etc.— como para gases.

Algunas válvulas de bola también pueden estar equipadas con una esfera cónica.

Las válvulas de bola también están disponibles como válvulas de 3 o 4 vías. En este caso, también pueden llamarse válvulas de sector.

Las válvulas de globo y de pistón funcionan según el mismo principio. Un vástago, en cuyo extremo se encuentra una pieza en forma de platillo o un pistón, desciende dentro de la válvula para bloquear el paso del fluido. Estas válvulas son especialmente adecuadas para la regulación de un fluido en función de la presión en la tubería. De hecho, muchos actuadores de válvulas contienen un resorte de ajuste que permitirá adaptar la apertura de la válvula en función de la presión.

La principal desventaja de este tipo de válvulas son sus considerables pérdidas de carga. Además, cuando la presión del fluido es demasiado alta, es difícil operar estas válvulas durante la fase de cierre. En caso de cerrarse demasiado rápido, también pueden provocar golpes de ariete. Estas válvulas también están disponibles en modelos de 3 vías.

Las válvulas de aguja se utilizan sobre todo para la regulación de fluidos líquidos o gaseosos con caudales bajos.

Son válvulas de pequeño diámetro diseñadas para aplicaciones de baja presión. Son conocidas como «grifos». Su accionamiento suele ser manual. A menudo intervienen en aplicaciones domésticas y en operaciones de muestreo de fluidos. Son económicas, lo que explica su popularidad.

Las válvulas de membrana se utilizan principalmente en procesos higiénicos y asépticos, es decir, cuando el fluido circulante debe estar aislado de cualquier contaminación potencial.

Estas válvulas funcionan principalmente en modo abierto/cerrado, aunque en algunos casos pueden utilizarse para la regulación de fluidos. En posición abierta, estas válvulas se denominan «válvulas de paso total» y casi no provocan pérdidas de carga, ya que la membrana de cierre abre paso completamente al fluido. La estanqueidad de estas válvulas es excelente porque no hay contacto directo entre el fluido y el vástago, aunque requieren un mantenimiento regular para garantizar el buen estado de la membrana, especialmente si el fluido viene cargado con partículas sólidas. Será imprescindible asegurarse de que el material de la membrana soporta las condiciones de temperatura y presión para evitar un desgaste prematuro.

Estas válvulas se utilizan principalmente en la industria agroalimentaria y farmacéutica. También se suelen utilizar en la industria química y en aplicaciones de ultraalta pureza dependiendo de los materiales de los que están hechas, en particular el material de la membrana. Las válvulas de membrana también son adecuadas para lodos y líquidos altamente viscosos.

Este tipo de válvulas no está disponible para canalizaciones de gran diámetro. Por lo general, los fabricantes se limitan a fabricarlas en DN350.

Las válvulas de guillotina se utilizan comúnmente en la industria papelera, química, en la minería, en plantas eléctricas y en el sector agroalimentario. Tienen la ventaja de ser muy compactas debido al movimiento lineal del obturador —placa que bloquea el paso del fluido en posición cerrada—. Las válvulas de guillotina son principalmente válvulas de cierre, aunque pueden utilizarse como válvulas de regulación cuando el obturador se encuentra en posición intermedia.

Las válvulas de guillotina se pueden utilizar con fluidos cargados con partículas sólidas como aguas residuales o lodos. En general, las válvulas de guillotina son estancas a la entrada —punto de acceso del fluido—, pero algunas válvulas son estancas en ambos extremos, lo que permite su uso independientemente de la dirección del flujo de fluido; en posición abierta, la pérdida de carga es muy baja puesto que las válvulas no provocan cambios en la dirección del fluido.
Sin embargo, los tiempos de cierre y apertura pueden ser muy largos y deberá considerarse un mantenimiento regular para corregir los problemas de desgaste entre el obturador y los elementos de estanqueidad.