¿Qué es una válvula de mariposa? Guía completa para principiantes

Introducción

En las industrias se utilizan diversas válvulas. Algunos ejemplos son las válvulas de globo, las válvulas de compuerta y las válvulas de bola. De todas ellas, la válvula de mariposa se emplea mucho porque su diseño no es complicado y es rentable. Y quizá se pregunte: ¿qué es exactamente una válvula de mariposa? Muchos sistemas de tuberías requieren esta versátil válvula para controlar eficazmente el flujo de fluidos. En este artículo analizaremos varios aspectos clave de las válvulas de mariposa, como sus principios de funcionamiento, sus distintos tipos y sus aplicaciones más populares. A continuación le explicaremos por qué las válvulas de mariposa son tan populares en diferentes sectores.

¿Qué es una válvula de mariposa?

Una válvula de mariposa es una válvula de un cuarto de vuelta que controla el flujo de fluido en una tubería. Tiene un disco metálico circular que está montado en un eje giratorio. Cuando la válvula está cerrada, el disco bloquea el paso del fluido. Cuando está en posición abierta, el disco gira para permitir el flujo. Las válvulas de mariposa son populares por su diseño sencillo, su ligereza y su precio asequible en comparación con otros tipos de válvulas.

A continuación, analizaremos con más detalle el principio de funcionamiento de las válvulas de mariposa que hace que funcionen bien en la regulación del flujo de fluidos.

Principio de funcionamiento de las válvulas de mariposa

Comprender el principio de funcionamiento de las válvulas de mariposa permite apreciar su eficacia y sencillez. El disco metálico se encuentra en el centro del tubo y está conectado a un mecanismo de accionamiento externo mediante un vástago de válvula. Cuando la válvula está en posición cerrada, el disco se encuentra en ángulo recto con respecto a la dirección del flujo y, en esencia, impide que el fluido fluya.

La apertura de la válvula consiste en girar el disco un cuarto de vuelta hasta que quede paralelo al flujo. De este modo, se permite el paso sin obstáculos del fluido. Esta operación de un cuarto de vuelta es rápida y sencilla, con lo que se consigue una regulación precisa del caudal. La acción de la leva del vástago de la válvula proporciona un cierre hermético cuando está cerrada, lo que la hace adecuada tanto para sistemas de baja presión como para sistemas de alta presión.

Las válvulas de mariposa son lo suficientemente versátiles como para satisfacer las necesidades de diversas aplicaciones gracias a su capacidad para soportar diferentes temperaturas y presiones. Sus diseños reducen las turbulencias y las caídas de presión, lo que permite un control eficaz del caudal. Este eficaz mecanismo ha hecho que las válvulas de mariposa se conviertan en accesorios industriales habituales, desde el suministro de agua hasta el tratamiento de aguas residuales.

Componentes clave de una válvula de mariposa

La válvula de mariposa consta de varias piezas principales, cada una de las cuales desempeña un papel crucial en su funcionamiento y rendimiento. Conocer estas piezas es útil a la hora de seleccionar la válvula adecuada para aplicaciones específicas, así como para garantizar que el mantenimiento se realiza correctamente.

• Cuerpo de válvula: Dentro del cuerpo de la válvula se encuentran todos los componentes internos mientras se conecta a las bridas de la tubería. Proporciona soporte estructural y debe ser lo suficientemente fuerte como para soportar las presiones de funcionamiento, así como las condiciones ambientales. El cuerpo puede fabricarse con materiales tan fiables como el acero inoxidable, el hierro fundido o el PVC, en función de las necesidades del solicitante.
• Disco: El disco metálico gira para abrir o cerrar toda la válvula. Situado en el centro de la tubería, este componente puede estar fabricado con distintos materiales, como acero inoxidable, unidades de goma o plástico, entre otros, en función de los medios o entornos de trabajo. El diseño adecuado de la válvula y los materiales del disco facilitan un sellado correcto y un desgaste mínimo.
• Vástago de válvula: Este eje o vástago de válvula se une con el disco a un accionamiento exterior. El par se transmite a través de él desde el actuador o la palanca manual para que el disco gire. Se requiere durabilidad y resistencia para el vástago, que suele fabricarse en acero inoxidable debido a su resistencia a la corrosión y a que el desgaste mecánico no puede afectarlo fácilmente.
• Asiento de válvula: El asiento de la válvula proporciona una superficie de sellado para el disco cuando la válvula está en posición cerrada. Puede ser un asiento blando de caucho o teflón, adecuado para aplicaciones de baja presión y temperatura, o un asiento metálico para aplicaciones de alta temperatura y presión. Esto garantiza un sellado correcto sin fugas.
• Actuador: El actuador es lo que mueve la válvula. Puede accionarse manual, eléctrica, neumática o hidráulicamente. La elección de un actuador dependerá del grado de control y automatización que necesite el propietario del proceso. Los actuadores manuales son modestos y baratos, mientras que los eléctricos o neumáticos son precisos y permiten integrarlos en sistemas automatizados.
• Sello del cuerpo: La junta del cuerpo evita fugas entre el cuerpo de la válvula y la tubería. Esto es importante porque mantiene la integridad del sistema de tuberías, evitando así la pérdida de contaminación de fluidos/materias. Las juntas del cuerpo deben soportar la exposición a los medios en cualquier condición de funcionamiento dada, por lo que la compatibilidad de los materiales debe tenerse muy en cuenta a efectos de fiabilidad para mejorar también la durabilidad.

Tipos de válvulas de mariposa

Existe una gran variedad de válvulas de mariposa, cada una de ellas con distintos tipos diseñados específicamente para funciones e industrias concretas. Teniendo en cuenta estos tipos, ahora puede elegir la válvula adecuada para su aplicación.

Válvulas de mariposa Wafer

Son el tipo más común que encaja entre dos bridas de tubería. Se coloca mediante bridas de tubería y requiere menos tornillos en comparación con otros tipos de válvulas de mariposa. Esta válvula de mariposa tipo wafer proporciona un sellado fiable contra la presión bidireccional, evitando así el reflujo. Su compacidad y facilidad de instalación la hacen adecuada para aplicaciones de suministro de agua y tratamiento de aguas residuales.

Válvulas de mariposa tipo lug

Las válvulas con orejetas tienen insertos roscados (orejetas) en el cuerpo que permiten su instalación mediante pernos que se conectan directamente a las bridas de las tuberías. Este diseño permite instalar la válvula en el extremo de una tubería o entre dos bridas. Las válvulas de mariposa con orejetas se utilizan habitualmente en sistemas de protección contra incendios, así como en aplicaciones industriales en las que es necesario aislar el sistema para realizar tareas de mantenimiento o reparaciones.

Válvulas de mariposa de doble cierre

También se conocen como válvulas de mariposa de alto rendimiento porque tienen dos desviaciones de la línea central del disco y del cuerpo de la válvula, respectivamente. Este diseño ayuda a reducir la fricción y el desgaste entre el disco y el asiento, lo que se traduce en una mayor vida útil y un mejor rendimiento de sellado. Las válvulas de mariposa de doble desplazamiento son más adecuadas para aplicaciones de alta presión y temperatura, como las que se encuentran en los sectores de generación de energía, procesamiento químico, petróleo y gas, etc.

Válvula de mariposa de triple offset

La válvula de mariposa de triple desplazamiento tiene tres desplazamientos: dos similares a los de doble desplazamiento y uno adicional que forma una superficie de sellado cónica. Esto elimina casi por completo el contacto entre el disco y el asiento, por lo que el desgaste es mínimo y no se producen fugas. Las válvulas de mariposa de triple offset se adaptan mejor a las aplicaciones críticas que exigen el máximo nivel de fiabilidad y rendimiento, como los procesos de refino, los servicios criogénicos y la generación de energía, entre otros.

A continuación encontrará una tabla de parámetros de producto (parcial) sobre la válvula de mariposa de triple offset de Dombor para ayudarle a elegir los tipos de válvula de mariposa adecuados para sus aplicaciones. Para obtener información adicional y completa sobre las válvulas de mariposa, le aconsejamos que explore la exhaustiva lista de productos de válvulas de mariposa proporcionada por Dombor.

Métodos de accionamiento para válvulas de mariposa

Los métodos de accionamiento de las válvulas de mariposa pueden variar y ofrecer distintos niveles de control y automatización.

Las válvulas de mariposa pueden accionarse de distintas formas con diversos grados de control y automatización para adaptarse a diversas aplicaciones. A continuación se indican los principales tipos de métodos de accionamiento de las válvulas de mariposa:

Accionamiento manual

Se trata del método más básico y rentable, en el que se utiliza un volante o una palanca para girar el vástago de la válvula y mover el disco metálico. El accionamiento manual funciona bien en los casos en los que no es necesario un control de precisión debido a su funcionamiento poco frecuente. Es habitual en sistemas pequeños o aplicaciones que no requieren automatización, como el suministro de agua o el tratamiento de aguas residuales.

Accionamiento eléctrico

Los actuadores eléctricos permiten un control automatizado mediante el uso de un motor eléctrico para abrir y cerrar la válvula. Este método puede controlar con precisión caudales fácilmente integrables en estructuras de control complejas. Las operaciones frecuentes o controladas a distancia son áreas en las que este tipo sería perfecto, por ejemplo los procesos industriales en la generación de energía. Además, pueden programarse específicamente para determinados requisitos operativos.

Accionamiento neumático

Este método utiliza aire comprimido para hacer funcionar la válvula. Es bastante rápido y fiable, y se utiliza sobre todo en aplicaciones que exigen una posición a prueba de fallos. Los actuadores neumáticos se utilizan mucho en las industrias de procesamiento químico, petróleo y gas, donde es esencial un funcionamiento rápido y fiable de las válvulas. Son especialmente útiles en entornos peligrosos, donde los actuadores eléctricos pueden resultar peligrosos.

Accionamiento hidráulico

Los actuadores hidráulicos utilizan fluido presurizado para accionar la válvula. Ofrecen una salida de fuerza enorme que los hace adecuados para aplicaciones de alta presión y válvulas grandes. Los usos industriales pesados como la generación de energía, así como las industrias de refinado tienen actuadores hidráulicos comúnmente disponibles. Ofrecen un rendimiento robusto y pueden hacer frente fácilmente a condiciones de funcionamiento exigentes.

Ventajas del uso de válvulas de mariposa

Son muchas las ventajas que hacen que las válvulas de mariposa sean populares en diferentes aplicaciones industriales. Estas son algunas de las principales ventajas:

1. Diseño sencillo y tamaño compacto: La característica más significativa de las válvulas de mariposa es su diseño sencillo y su pequeño tamaño. A diferencia de otras válvulas, como las de bola o las de compuerta, las de mariposa requieren menos espacio para su instalación. Debido a su menor peso y tamaño, este tipo de válvula es la preferida cuando se dispone de poco espacio para su instalación. Este diseño reduce la complejidad de la instalación y el número de estructuras de soporte necesarias, lo que disminuye el coste de su instalación.
2. Rentabilidad: En general, las válvulas de mariposa son más económicas que otros tipos de válvulas. La sencillez de su construcción hace que se necesiten menos cantidades de material, lo que reduce los costes de fabricación. Además, su diseño permite un mantenimiento rápido y sencillo, lo que reduce los periodos de inactividad y los gastos de mantenimiento a lo largo de su vida útil. Los bajos costes iniciales combinados con la disminución de los gastos de mantenimiento hacen de las válvulas de mariposa una solución económica para diversas industrias.
3. Control de flujo eficiente: Las válvulas de mariposa controlan eficazmente el caudal de fluido, por lo que son adecuadas para muchas aplicaciones. El funcionamiento de un cuarto de vuelta permite una apertura y cierre rápidos y una regulación precisa del caudal. Esto resulta especialmente ventajoso en los casos en que la modulación del caudal es vital, como el procesamiento químico, el suministro de agua potable o el tratamiento de aguas residuales. Su construcción de disco metálico, junto con asientos de válvula estancos, garantiza una baja caída de presión y la ausencia de turbulencias, lo que aumenta su eficacia en el control de caudales.
4. Versatilidad y durabilidad: Las válvulas de mariposa son versátiles y pueden funcionar con múltiples fluidos, como aire, agua o lodos. Están disponibles en distintos materiales, como PVC, acero inoxidable y caucho, entre otros, lo que las hace adecuadas para altas temperaturas y presiones. Las altas presiones nominales a temperaturas elevadas definen lo que hacen mejor los tipos de alto rendimiento, como las de doble offset o triple offset, que proporcionan un servicio fiable en condiciones exigentes. Como resultado, estas versátiles herramientas se han aplicado en diversos sectores, desde la protección contra incendios hasta las plantas de generación de energía eléctrica.

Consejos de instalación y mantenimiento

Las válvulas de mariposa deben instalarse y mantenerse correctamente para que puedan funcionar como es debido. Asegúrese de que el cuerpo de la válvula está correctamente alineado con las bridas de la tubería y de que todos los pernos de los conjuntos de pernos están bien apretados durante el proceso de instalación de la válvula de mariposa. Además, debe vigilar que no haya daños ni residuos alrededor del asiento de la válvula, lo que afectaría a su función de sellado.

El mantenimiento periódico también implica comprobar si el vástago de la válvula, el disco metálico y la junta del cuerpo se han desgastado o corroído. Además, la lubricación de estos componentes prolonga su longevidad porque garantiza el buen funcionamiento de una válvula de este tipo. En el caso de las válvulas de mariposa utilizadas en sistemas de alta presión, deben realizarse pruebas y calibraciones periódicas para que sigan funcionando con la eficacia requerida.

Conclusión

Saber qué es una válvula de mariposa y cómo funciona tiene una gran importancia para los participantes en los procesos industriales, así como en los sistemas de tuberías. Estas válvulas aportan diversas ventajas, desde un diseño sencillo y rentable hasta una capacidad polivalente. Por lo tanto, el rendimiento y la vida útil de las válvulas de mariposa de sus sistemas pueden mejorarse seleccionando el tipo de válvula adecuado y asegurándose de que se instala correctamente y se mantiene con regularidad.

En los servicios de suministro de agua a través del tratamiento de aguas residuales, entre otros, la gestión del flujo de fluidos no sería eficiente sin incluir las válvulas de mariposa. En caso de que desee saber más o se esté iniciando en este tema, este tutorial le ofrece una visión general de todo lo que necesita saber sobre las válvulas de mariposa.