Tipos de válvulas de guillotina

Introducción

Existen varios tipos de válvulas, como las válvulas de globo, las válvulas de bola, las válvulas de compuerta y las válvulas de mariposa. Estos tipos sirven para diferentes propósitos en industrias divergentes como el tratamiento de aguas, el sector minero, las fábricas de papel y las plantas de fabricación de cemento. Las más destacadas son las válvulas de guillotina, que pueden manejar medios difíciles como lodos y fluidos viscosos. Por lo tanto, es crucial conocer los distintos tipos de válvulas de guillotina para elegir la válvula adecuada para su aplicación concreta, de modo que se garantice la eficacia y la fiabilidad. En este artículo examinaremos los distintos tipos de válvulas de guillotina y sus características, que le guiarán en la selección de la más adecuada a sus necesidades.

¿Qué es una válvula de guillotina?

La válvula de guillotina es un tipo único de válvula desarrollada para manipular fluidos muy viscosos como lodos, pulpa y aguas residuales. La compuerta está diseñada con bordes afilados que pueden atravesar materiales más densos para hacer que la corriente de fluido sea constante sin ninguna interrupción. Esto las hace especialmente importantes en industrias como las de tratamiento de aguas, plantas de aguas residuales, minería, industria papelera y plantas cementeras, donde es habitual tratar con fluidos tan difíciles.

El mecanismo de funcionamiento de las válvulas de guillotina consiste en el movimiento vertical de la compuerta para bloquear o permitir el paso del fluido. Cuando se abre, el fluido fluye a través del cuerpo de la válvula, ya que la compuerta se eleva. Cuando está cerrada, su borde afilado corta los sólidos dentro del líquido formando un sello hermético que no permite fugas. Esta acción de corte ayuda a garantizar que, incluso si hay partículas sólidas en un fluido que hace que se cierre de forma segura y mantener un sello eficaz reduciendo así las posibilidades de bloqueo. El actuador, que puede ser manual, neumático o eléctrico, acciona el movimiento de esta compuerta. Las válvulas de guillotina ofrecen un funcionamiento fiable y eficaz en aplicaciones industriales duras, proporcionando soluciones robustas para la manipulación de fluidos difíciles.

Componentes clave de las válvulas de guillotina

Las válvulas de guillotina se componen de varias piezas indispensables que influyen en su rendimiento y funcionamiento. Un conocimiento adecuado de estos componentes puede ser de gran ayuda a la hora de elegir la válvula correcta para aplicaciones específicas y garantizar un mantenimiento adecuado.

1. Cuerpo de válvula: La válvula suele estar compuesta por un cuerpo a partir del cual se ensamblan otros elementos. Normalmente, este cuerpo está fabricado con sustancias duraderas como el acero inoxidable, la fundición o la fundición dúctil. La gran resistencia del acero inoxidable a la corrosión lo hace útil para este tipo de entornos. La característica del cuerpo garantiza que la compuerta resista altas presiones, así como medios abrasivos.
2. Puerta: Este elemento corta el medio y proporciona un sellado. Está fabricado en acero inoxidable endurecido para mejorar su capacidad de corte y durabilidad. Por lo tanto, cuando está cerrada, el borde afilado de la compuerta corta los fluidos espesos y viscosos, evitando obstrucciones y garantizando un sellado hermético incluso cuando está cerrada, por lo que es importante en las industrias que trabajan con lodos, pulpa, etc.
3. Actuador: Controla el movimiento de la compuerta, que determina si la válvula está abierta o cerrada. Los actuadores pueden ser manuales (accionados por volante), neumáticos (accionados por presión de aire) o eléctricos (motorizados). La elección del actuador depende de las características específicas de la aplicación, como la frecuencia de funcionamiento y la necesidad de automatización.
4. Embalaje y prensaestopas: La empaquetadura, además del prensaestopas, garantiza la estanqueidad del vástago de la compuerta. Los materiales más utilizados para la empaquetadura son el PTFE o el grafito, que pueden soportar altas presiones y temperaturas. La empaquetadura es presionada por el prensaestopas, lo que la hace estanca. Estas piezas deben someterse a un mantenimiento adecuado para que no presenten fugas con el paso del tiempo.
5. Yugo y vástago: El yugo sirve de soporte al accionamiento y lo conecta a la compuerta. El vástago se encarga de transmitir el movimiento del actuador a la compuerta de la válvula de guillotina. Estos elementos suelen ser de acero inoxidable u otras sustancias duras, que pueden soportar todas las cargas mecánicas asociadas a su funcionamiento.
6. Asiento: Cuando se cierra una válvula de cuchilla, debe haber alguna superficie que entre en contacto con ella. Esta superficie se denomina asiento porque sella la cuchilla durante el cierre. A menudo, se emplean caucho o materiales elásticos para fabricar asientos que se contraen al deformarse, creando un sellado eficaz, mientras que otras aplicaciones requieren asientos metálicos debido a su dureza y resistencia al desgaste.

Comprendiendo cómo funcionan las válvulas de guillotina se pueden apreciar fácilmente sus componentes y cómo se pueden mantener para obtener un mejor rendimiento en diferentes aplicaciones industriales.

Guía completa de los distintos tipos de válvulas de guillotina

Los distintos tipos de válvulas de guillotina se fabrican para satisfacer los requisitos de diversas industrias y pueden manipular distintos tipos de medios. En esta sección, exploraremos algunos de los principales tipos de válvulas de guillotina que se basan en su entorno operativo, capacidad de manejo de medios, rendimiento de sellado y otras funcionalidades especiales.

Entorno y condiciones de aplicación

Válvulas de guillotina convencionales

El tipo más popular entre ellas es la válvula de guillotina convencional que encuentra aplicaciones en una amplia variedad de campos; estas válvulas suelen estar fabricadas en hierro fundido o hierro dúctil o incluso acero inoxidable con un diseño de compuerta simple que se mueve verticalmente hacia arriba o hacia abajo para un cierre unidireccional. Vienen en tamaños que van de DN 50 (2 pulgadas) a DN 600 (24 pulgadas), así como suelen ajustarse a presiones nominales de hasta PN 10 (150 psi). Estos dispositivos pueden utilizarse a presiones moderadas. Además, estos productos pueden tener temperaturas de fluido de hasta 200°C (392°F), dependiendo del material del cuerpo y del material del asiento. La válvula de guillotina convencional es adecuada para plantas de tratamiento de agua, fábricas de papel e industrias alimentarias.

Válvulas de guillotina para servicio severo

Por otro lado, las válvulas de guillotina para servicio severo están diseñadas para funcionar en condiciones difíciles, como entornos de alta presión con medios abrasivos a temperaturas extremas. Estas válvulas suelen estar fabricadas con materiales robustos, como aceros inoxidables endurecidos o aceros aleados, por lo que garantizan una larga vida útil. Además, ofrecen mecanismos de sellado mejorados incluso en condiciones duras, por lo que no se producen fugas. Estas válvulas tienen dimensiones comprendidas entre DN 50 (2 pulgadas) y DN 900 (36 pulgadas), una presión máxima de trabajo de hasta PN 40 (600 psi) y una temperatura de funcionamiento de hasta 400 °C (752 °F). Por consiguiente, se utilizan habitualmente en la industria minera y en centrales eléctricas, donde la fiabilidad y el rendimiento son lo más importante.

Capacidad de tratamiento de soportes

Válvulas de guillotina para lodos

Las válvulas de guillotina para lodos están especialmente diseñadas para manipular lodos, una mezcla de sólidos y líquidos que puede ser muy abrasiva. Estas válvulas se fabrican con hierro dúctil o aleaciones resistentes al desgaste y cuentan con una compuerta de alta resistencia y un asiento reforzado capaces de soportar la naturaleza abrasiva de los lodos. Vienen en tamaños que van de DN 50 (2 pulgadas) a DN 600 (24 pulgadas) y normalmente tienen una capacidad nominal de hasta PN 16 (250 psi). Las válvulas de guillotina para lodos pueden trabajar a temperaturas del fluido de hasta 150°C (302°F), por lo que son esenciales en industrias como la minería, el tratamiento de aguas residuales, el dragado, etc., donde pueden funcionar con fiabilidad en condiciones muy exigentes.

Válvulas de guillotina de alto rendimiento

Por el contrario, las válvulas de guillotina de alto rendimiento ofrecen una excelente capacidad de sellado, ya que están diseñadas para su uso cuando se requieren fugas mínimas, así como un control preciso. Normalmente, este tipo de válvulas tienen asientos fabricados con materiales de alta calidad como PTFE o elastómeros, mientras que los cuerpos pueden ser de acero inoxidable u otros metales de alta calidad. Van desde DN 50 (2 pulgadas) hasta DN 1200 (48 pulgadas) con presiones nominales que alcanzan PN 25 (375 psi). Las válvulas de guillotina de alto rendimiento tienen amplios rangos de temperatura, con valores típicos a partir de -29°C (-20°F) hasta unos 260°C (500°F). Se emplean en aplicaciones críticas de los sectores químico, farmacéutico y alimentario que exigen un estricto cumplimiento de las normas de limpieza y otros aspectos de rendimiento.

Rendimiento y materiales de estanquidad

Válvulas de guillotina con asiento elástico

Las válvulas de guillotina de asiento elástico tienen asientos blandos de caucho o elastómero, que garantizan un cierre hermético a las burbujas. Suelen construirse con hierro fundido o acero inoxidable para el cuerpo de la válvula, y estas válvulas están disponibles en tamaños que van de DN 50 (2 pulgadas) a DN 600 (24 pulgadas). Estas válvulas suelen soportar temperaturas del fluido de hasta 120°C (248°F), dependiendo del material del asiento, y normalmente tienen una presión nominal de hasta PN 10 (150 psi). En las plantas de tratamiento de aguas residuales y en los sistemas de distribución de agua donde se requiere un cierre seguro, se utilizan mucho las válvulas de guillotina de asiento elástico.

Válvulas de guillotina con asiento metálico

Por el contrario, las válvulas de guillotina de asiento metálico están diseñadas para situaciones en las que la resistencia al desgaste y la durabilidad son esenciales. Los asientos metálicos, que suelen ser de acero endurecido u otros materiales resistentes al desgaste, les permiten funcionar eficazmente incluso en zonas de alta presión expuestas a condiciones de alta temperatura. Sus tamaños oscilan entre DN 50 (2 pulgadas) y DN 900 (36 pulgadas), funcionan en un entorno de presión de PN 40 (600 psi) a temperaturas que oscilan entre -40°C (-40°F) y un máximo de 450°C (842°F). Las válvulas de guillotina con asiento metálico se utilizan ampliamente en la generación de energía, la industria petroquímica y la industria pesada debido a su durabilidad y resistencia al desgaste.

Funciones especiales

Válvulas de guillotina con puerto en V

Las válvulas de guillotina con puerto en V están diseñadas específicamente para aplicaciones que requieren estrangulación o control del caudal. La presencia de una muesca en forma de V en la compuerta permite regular con precisión el caudal de fluido. Estas válvulas se fabrican principalmente en acero inoxidable o aleaciones de alta calidad y pueden obtenerse en tamaños que van de DN 50 (2 pulgadas) a DN 300 (12 pulgadas), con presiones nominales típicas de hasta PN 16 (250 psi). Con una temperatura máxima admisible del fluido en torno a 200°C (392°F), pueden utilizarse en aplicaciones con caudales variables, como el control de procesos en las industrias química y petroquímica.

Válvulas de guillotina con descarga cero

Las válvulas de guillotina de descarga cero se utilizan cuando es fundamental evitar cualquier tipo de fuga. Cuando la válvula está completamente cerrada, este tipo de compuertas disponen de mecanismos de sellado avanzados que garantizan que no se produzcan fugas de fluido. Materiales como el acero inoxidable, resistente a la corrosión en la mayoría de los casos, constituyen su composición, mientras que las válvulas de guillotina de descarga cero pueden ser tan grandes como DN600 (24 pulgadas) y tener especificaciones de hasta PN25 (375 psi). Pueden funcionar en una amplia gama de temperaturas en función de los materiales de sellado utilizados. Se utilizan en industrias con estrictas normas medioambientales, como las de procesamiento químico y gestión de residuos peligrosos.

He aquí un cuadro resumido para su rápida consulta:

La tabla anterior contiene datos basados en las especificaciones estándar de la industria y los parámetros de rendimiento de las válvulas de guillotina. Para obtener la información más precisa, es necesario ponerse en contacto directamente con los fabricantes, consultar los manuales de producto específicos del fabricante o las normas aplicables, como ASME, API y otras normas pertinentes. Estos documentos suelen contener especificaciones técnicas detalladas, así como directrices de aplicación.

Ventajas del uso de válvulas de guillotina en aplicaciones industriales y civiles

Son muchas las ventajas de emplear válvulas de guillotina tanto en usos industriales como domésticos. Una de las más importantes es su capacidad para tratar fluidos espesos, viscosos o abrasivos que obstruirían o dañarían otros tipos de válvulas. Así, se utilizan en industrias como la minería, el tratamiento de aguas y la fabricación de pasta y papel, donde es necesario gestionar a diario lodos y otros materiales difíciles. Las compuertas de bordes afilados de estos dispositivos garantizan el corte de las partículas sólidas, manteniendo así el flujo sin obstrucciones y minimizando los atascos.

Las válvulas de guillotina también tienen valor en aplicaciones civiles como sistemas de alcantarillado y distribución de agua. El tratamiento de aguas municipales y la gestión de aguas residuales exigen que estas instalaciones puedan ofrecer un cierre hermético frente a diferentes presiones y tipos de fluidos. Además, el uso de materiales como la fundición dúctil o el acero inoxidable aumenta su vida útil, ya que no se corroen aunque estén expuestas a entornos agresivos.

Además, las válvulas de guillotina requieren un trabajo de mantenimiento comparativamente mínimo. El desgaste se reduce al mínimo gracias a su sencilla configuración con sólo unas pocas piezas móviles, lo que permite llevar a cabo el mantenimiento rutinario con facilidad. Esto aumentará la vida útil de estas válvulas, además de reducir el tiempo de inactividad y los gastos de mantenimiento, por lo que esta ventaja es muy importante para fábricas y sistemas urbanos.

Además, las válvulas de guillotina pueden equiparse con diversos modelos de actuadores, como manuales, neumáticos o eléctricos, que permiten un uso flexible en función de las aplicaciones específicas. De este modo, pueden aplicarse en procesos automatizados o tareas controladas a distancia, lo que aumenta su eficacia en operaciones industriales complejas, así como en proyectos municipales de gran envergadura.

En resumen, algunas de las ventajas asociadas al uso de válvulas de guillotina en la industria son la capacidad de manipulación de fluidos pesados, la fiabilidad del sellado, la escasa necesidad de mantenimiento y las diversas formas de accionamiento, como el manual, el neumático o el eléctrico, todo ello en función de los requisitos específicos de la aplicación. Estas ventajas las convierten en agentes indispensables para la gestión eficaz de sistemas de fluidos en numerosos campos de todo el mundo.

Cómo elegir la válvula de guillotina adecuada

Para elegir la válvula de guillotina adecuada hay que tener en cuenta varios factores, como el tipo de medio, las condiciones de funcionamiento y los requisitos específicos de la aplicación. Por ejemplo, en entornos de alta presión, es esencial una válvula de guillotina para servicio severo con una construcción reforzada y mecanismos de sellado robustos. Por otro lado, para aplicaciones en las que intervienen medios corrosivos, una válvula de guillotina de acero inoxidable ofrece una resistencia y longevidad superiores.

También es crucial tener en cuenta el tipo de actuador. Los actuadores manuales son adecuados para aplicaciones con un funcionamiento poco frecuente, mientras que los actuadores neumáticos o eléctricos son mejores para sistemas automatizados que requieren un funcionamiento frecuente o remoto. Además, asegurarse de que la válvula cumple normas industriales como ASME, MSS y ANSI es vital para la seguridad y el rendimiento.

Consultar con fabricantes de válvulas y expertos del sector puede proporcionarle información valiosa sobre la mejor elección de válvula para sus necesidades. Pueden ayudarle a navegar por la amplia variedad de opciones y seleccionar una válvula que ofrezca un rendimiento, una fiabilidad y una rentabilidad óptimos para su aplicación específica.

Conclusión

Las válvulas de guillotina son un elemento bastante flexible y necesario para numerosas aplicaciones industriales. Si conoce bien los distintos tipos de válvulas de guillotina, sus características de diseño, ventajas y limitaciones, podrá tomar decisiones más acertadas en relación con sus operaciones. Si trabaja con lodos, fluidos viscosos o medios corrosivos, existe una válvula de guillotina específica para usted. Si examina detenidamente sus necesidades específicas y cuenta con el asesoramiento de expertos, puede estar seguro de que los sistemas de válvulas durarán más, minimizarán los tiempos de inactividad y mejorarán el rendimiento.