¿Por qué elegir una válvula de mariposa para el control de caudal?

Cuando se trata de la gestión del flujo de líquidos, tanto en el ámbito industrial como en el residencial, la selección de la válvula es de gran importancia para el sistema, ya que puede mejorar o deteriorar su eficiencia y eficacia. Entre los diferentes tipos de válvulas, las válvulas de mariposa son ventajosas en términos de selección de válvulas y han demostrado ser una de las más utilizadas debido a su alta funcionalidad y bajo coste. Sin embargo, la pregunta es ¿cuál es exactamente la razón para la elección de válvulas de mariposa cuando hay muchas otras opciones disponibles como las válvulas de bola, válvulas de compuerta y las válvulas de control? Este artículo trata sobre las ventajas de las válvulas de mariposa en comparación con otras válvulas de control de caudal y su uso común en aplicaciones específicas. Independientemente de la función que desempeñe, ya sea como ingeniero, técnico o entusiasta de la dinámica de fluidos, la comprensión de la función y las ventajas de las válvulas de mariposa le resultará muy útil.

¿Qué son las válvulas de mariposa? Funciones y tipos

El diseño de la válvula de mariposa es sencillo. Consta de un diseño de disco, un vástago (también conocido como eje) y un asiento. Este tipo de válvula regula el flujo de fluidos con un mecanismo de rotación de un cuarto de vuelta que mueve el disco desde una posición totalmente cerrada a otra totalmente abierta en paralelo al flujo del fluido.

Funcionalidad

• Regulación del caudal: Controla, detiene o pone en marcha el flujo de fluidos eficazmente con una pequeña caída de presión.
• Funcionamiento rápido: Proporciona una activación y desactivación rápidas, adecuadas para sistemas que necesitan un apagado rápido.
• Versatilidad de uso: Puede utilizarse en muchas aplicaciones y en diversas condiciones, tanto en entornos de alta como de baja presión.
• Capacidad de estrangulación: Capaz de un control preciso del volumen de flujo mediante el ajuste del ángulo del disco, necesario para la optimización del proceso.
• Prevención de fugas: Al cerrarse el disco, se bloquea toda la sección de la tubería, lo que minimiza las fugas.

Construcción y materiales

• Válvulas de mariposa de asiento elástico: Estas tienen un asiento de goma y el cuerpo hecho de materiales como hierro fundido, hierro dúctil o acero inoxidable. Normalmente se utilizan en aplicaciones de baja presión en las que se requiere compatibilidad química y estanqueidad.
• Válvulas de mariposa de alto rendimiento: Fabricadas con asiento metálico y normalmente con diseño de doble o triple offset para minimizar el desgaste de la válvula durante su funcionamiento, son adecuadas para los entornos de mayor presión y temperatura y son más duraderas.

Tipos

• Válvula de mariposa de desplazamiento cero: Un disco plano gira en el centro de la tubería y es perpendicular al flujo en la posición cerrada, lo que es adecuado para industrias generales y ligeras.
• Válvula de mariposa de doble desplazamiento: El disco está desplazado del centro del eje, lo que garantiza un menor contacto entre el disco y el asiento durante el funcionamiento, lo que a su vez reduce el desgaste. Suele emplearse en sistemas de alta presión y alta temperatura.
• Válvula de mariposa de triple desplazamiento: Dispone de un disco de forma cónica que proporciona una acción de cizallamiento y un sellado hermético con muy poco desgaste. Diseñada para aplicaciones críticas y de servicio severo que implican altas presiones y temperaturas.

¿Pueden servir las válvulas de mariposa como válvulas de control?

Tanto las válvulas de mariposa como las válvulas de control son partes esenciales de los sistemas modernos de control de caudal. Contrariamente a sus usos tradicionales, las válvulas de mariposa pueden seguir utilizándose como válvulas de control debido a que comparten características fundamentales y principios de funcionamiento.

Características compartidas

1. Funciones de regulación: La regulación del caudal es la tarea común tanto de las válvulas de mariposa como de las válvulas de control, pero las válvulas de mariposa lo consiguen moviendo el disco para variar el área de paso, mientras que las válvulas de control ajustan los parámetros de caudal basándose en la realimentación de las condiciones del proceso.
2. Funcionamiento rápido: Las válvulas de mariposa son similares a las válvulas de control en el sentido de que funcionan con rapidez, lo que permite ajustar rápidamente el caudal. Esto es especialmente importante cuando el sistema debe responder rápidamente a cambios en las condiciones del entorno.
3. Capacidad de estrangulación: La estrangulación es una de las principales funciones de las válvulas de control y las válvulas de mariposa son tan buenas como las demás en este sentido. Ajustando el ángulo del disco, las válvulas de mariposa pueden regular con precisión el caudal, lo cual es vital para procesos en los que el volumen de caudal y la presión son variables.

Al tener estas características, las válvulas de mariposa no sólo proporcionan la función de aislamiento, sino que también son superiores en el control de caudal, por lo que son una buena elección en muchas aplicaciones industriales. Su adaptabilidad en función e instalación las convierte en una opción perfecta para aquellos casos en los que las válvulas de control tradicionales no funcionan tan bien.

Ventajas del uso de válvulas de mariposa para el control de caudal

Las válvulas de mariposa se utilizan ampliamente para sistemas de gestión de fluidos en diferentes industrias debido a su gran eficacia. El diseño distintivo y el funcionamiento de estas estructuras proporcionan la ventaja de control de flujo en el dominio de control de flujo.

Diseño compacto y ligero

Las válvulas de mariposa son conocidas por su diseño compacto, que las hace adecuadas para su instalación en espacios reducidos sin sacrificar su rendimiento. Gracias a este diseño, se reducen tanto el espacio como los materiales y soportes de las tuberías, lo que a su vez reduce el coste. Por ejemplo, una válvula de mariposa de 24 pulgadas pesa aproximadamente 70% menos que una válvula de compuerta de tamaño similar, por lo que son más fáciles de instalar y mantener.

Relación coste-eficacia

La sencillez del diseño de las válvulas de mariposa las hace menos caras que la mayoría de los demás tipos de válvulas, especialmente en los tamaños más grandes. Generalmente, el precio de la válvula de mariposa es 20-30% inferior al de la válvula de bola del mismo diámetro. Esta relación coste-eficacia abarca también la instalación y el mantenimiento, debido al mecanismo simplificado que elimina la necesidad de mucha mano de obra y tiempo de inactividad, lo que a su vez se traduce en menores costes del ciclo de vida.

Alto rendimiento en regulación de caudal

Las válvulas de mariposa se utilizan para obtener un control preciso del caudal de fluido. Pueden utilizarse para aislar y regular con gran eficacia. Son de funcionamiento rápido, con capacidad para pasar de totalmente abiertas a totalmente cerradas en un cuarto de vuelta. Esta acción inmediata facilita el flujo de fluidos, lo que es esencial en caso de emergencia y seguridad.

Las válvulas de mariposa están fabricadas para soportar diferentes presiones y son eficaces para sistemas con un amplio rango de presiones. Suelen soportar caídas de presión de hasta 1630 kPa (kilopascales), lo que las hace adecuadas tanto para aplicaciones de alta como de baja presión.

Mayor durabilidad y fiabilidad

Fabricadas generalmente con materiales resistentes como acero inoxidable y hierro dúctil, las válvulas de mariposa están diseñadas para soportar entornos corrosivos, altas presiones y temperaturas extremas. La durabilidad también se ve reforzada por variaciones en el diseño, como las configuraciones de doble y triple desplazamiento, que minimizan el desgaste de las superficies de sellado, alargando así la vida operativa de la válvula.

Un mantenimiento adecuado permitirá que las válvulas de mariposa duren más de una década. Su larga vida útil se debe a su diseño sencillo, con pocas piezas que puedan fallar.

Versatilidad

El campo de aplicación de las válvulas de mariposa es amplio: tratamiento de aguas y aguas residuales, sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado, procesamiento químico y otros. Son especialmente útiles en las tuberías de gran diámetro, donde el peso y el tamaño de las válvulas serían de otro modo un factor de coste importante. Su versatilidad no sólo abarca su capacidad para integrarse con métodos de actuación manuales, eléctricos, neumáticos o hidráulicos, sino también su capacidad para trabajar con sistemas automatizados.

Impacto medioambiental

Las válvulas de mariposa respetuosas con el medio ambiente conservan los recursos y la energía al garantizar un uso eficiente de los materiales. La capacidad que tienen para regular el flujo con precisión ayuda a reducir los residuos y aumentar la eficiencia del sistema, lo que es muy importante en las industrias que buscan ser sostenibles.

Por lo tanto, el uso de válvulas de mariposa para el control de flujos no sólo es eficaz desde el punto de vista de la ingeniería y el funcionamiento, sino que también tiene ventajas económicas y medioambientales. Las propiedades únicas que poseen, como su compacidad, agilidad de funcionamiento y durabilidad, las convierten en la opción ideal para una gran variedad de aplicaciones, lo que demuestra su posición como columna vertebral de la tecnología moderna de control de caudal.

Aplicaciones clave de las válvulas de mariposa en el control de caudal

Las válvulas de mariposa son multifuncionales y eficientes, por lo que son las preferidas en muchos sectores en los que se requiere un control preciso del caudal. Su característica única de poder identificar y controlar instantáneamente el movimiento de fluidos las convierte en la mejor opción en operaciones de emergencia y a gran escala.

Tratamiento de aguas y aguas residuales

En las plantas de tratamiento de agua, las válvulas de mariposa se emplean para controlar el flujo de fluidos a través de los procesos de tratamiento proporcionando la mejor eficacia. Intervienen en operaciones que van desde simples funciones de encendido y apagado hasta otras más complicadas, como la regulación del caudal durante las fases de mezcla química o tratamiento biológico. Pueden soportar las diferentes presiones y sustancias corrosivas que suelen estar presentes en las plantas de tratamiento de agua, lo que las convierte en la opción ideal para aplicaciones de agua limpia.

Sistemas HVAC

Los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) se utilizan para controlar el flujo de aire en edificios comerciales, así como en edificios residenciales e industriales mediante el uso de válvulas de mariposa. Su capacidad para ajustar el caudal de manera que se garantice un ambiente en condiciones óptimas y se conserve la energía es uno de los factores que las hacen populares. El pequeño tamaño de las válvulas de mariposa, unido a su facilidad de integración en diversos componentes de un sistema de climatización, hace que no necesiten mucho espacio.

Procesado químico

Las válvulas de mariposa son componentes principales de la industria química, donde se utilizan para controlar el flujo de líquidos, gases e incluso sólidos en algunos casos. Son muy buenas abriendo y limitando el flujo, una característica necesaria para la precisión requerida en las reacciones y procesos químicos. La resistencia química de los materiales de las válvulas de mariposa de alto rendimiento garantiza su resistencia a las condiciones más agresivas y corrosivas.

Generación de energía

En las centrales eléctricas, las válvulas de mariposa pueden utilizarse para tratar purines y regular el caudal de agua en los sistemas de refrigeración, que son una parte crucial del proceso de generación de energía. Tienen una capacidad de alto caudal y baja caída de presión que las convierte en las más adecuadas para este tipo de operaciones.

Producción de alimentos y bebidas

Las válvulas de mariposa están diseñadas para cumplir las rigurosas especificaciones de higiene de la industria alimentaria y de bebidas. Se utilizan como válvula para controlar el flujo de distintos líquidos e ingredientes durante el proceso, lo que a su vez garantiza que el producto final tenga buen sabor y aspecto. El sencillo funcionamiento y mantenimiento de las válvulas de mariposa garantiza la prevención de la contaminación cruzada entre lotes.

Estas aplicaciones demuestran que las válvulas de mariposa son muy importantes en la industria moderna, ya que ofrecen los servicios básicos necesarios para el buen funcionamiento de la industria en términos de seguridad, eficacia y fiabilidad. La tabla siguiente resume sucintamente las aplicaciones de las válvulas de mariposa en diversas industrias, destacando sus principales funciones y ventajas en cada sector:

Selección de la válvula de mariposa adecuada a sus necesidades

La selección de la válvula de mariposa adecuada para su aplicación de control de caudal es vital para asegurarse de obtener el mejor rendimiento, fiabilidad y rentabilidad. A la hora de tomar esta decisión, deben tenerse en cuenta varios puntos principales.

1. Tamaño de la válvula: El primer paso en la elección de la válvula de mariposa es averiguar el tamaño correcto de la válvula. El tamaño de la válvula debe estar determinado por el diámetro de la tubería y el caudal necesario de su sistema. Es importante seleccionar una válvula que pueda gestionar el caudal previsto sin provocar una caída de presión elevada o una restricción del caudal.
2. Presión nominal: Asegúrese de que la presión nominal de la válvula de mariposa es la misma que la presión máxima de funcionamiento del sistema. La válvula debe ser capaz de soportar el rango de presión previsto sin que la integridad estructural o el rendimiento de sellado se vean comprometidos. Compruebe las especificaciones del fabricante de la válvula para confirmar que la válvula tiene la presión nominal requerida.
3. Compatibilidad de materiales: Elija un material de válvula de mariposa que se adapte al proceso de fluido y al entorno operativo. Tenga en cuenta la resistencia a la corrosión, el rango de temperaturas y las características de compatibilidad química. El acero inoxidable, la fundición dúctil y los cuerpos revestidos de polímero se utilizan habitualmente como materiales de las válvulas de mariposa. Cada material tiene sus propias ventajas, por lo que debe seleccionar el que sea óptimo para su uso.
4. Método de actuación: Decida el método de actuación adecuado para su válvula de mariposa que se ajuste al nivel de control y automatización que necesita en su aplicación. El accionamiento es una opción común que puede realizarse manualmente o mediante dispositivos neumáticos, eléctricos o hidráulicos. El accionamiento manual es bueno para un control simple de encendido y apagado, pero los métodos de accionamiento automatizado proporcionan precisión y capacidad de control remoto.
5. Características de caudal: Reflexione sobre las características de caudal que desea conseguir para su aplicación y elija la válvula de mariposa que cumpla las prestaciones de control necesarias. La característica de caudal de una válvula viene determinada por el diseño de la misma, que puede ser lineal, de igual porcentaje o de apertura rápida. Seleccione una válvula capaz de satisfacer las necesidades de su proceso y que además proporcione un control de caudal constante y preciso.
6. Material de la junta: El material de la junta de una válvula de mariposa es un factor decisivo para garantizar que la válvula funcione sin fugas. Elija el material de sellado adecuado que funcione con el fluido del proceso y ofrezca el nivel requerido de estanqueidad. Los materiales típicos de las juntas son EPDM, FKM y PTFE. Piense en el rango de temperaturas, la resistencia química y la durabilidad del material de la junta para garantizar una fiabilidad a largo plazo.
7. Marca y calidad: Seleccione válvulas de mariposa de proveedores de renombre que tengan un historial de suministro de productos de calidad superior. Preste atención a las marcas que ofrecen un diseño robusto, un rendimiento fiable y una atención al cliente excepcional. El gasto en válvulas excelentes de fabricantes reputados puede aportar ventajas a largo plazo en cuanto a fiabilidad, eficiencia y reducción de los costes de mantenimiento.

Mediante una evaluación exhaustiva de estos factores y la colaboración con profesionales de la valvulería, podrá elegir la mejor válvula de mariposa que se adapte a sus necesidades específicas de control de caudal. Tomar una decisión inteligente basada en hechos ayudará a que su sistema funcione con la máxima eficiencia, fiabilidad y rentabilidad en el futuro.

Conclusión

En resumen, las válvulas de mariposa son una opción excelente en el control de caudal para numerosas industrias por sus características multifuncionales, su precio asequible y su gran eficacia operativa. Presentan una solución bastante práctica al problema de las válvulas de control convencionales, especialmente en el caso de aplicaciones de tuberías de gran diámetro, donde su diseño compacto y ligero y su rápido funcionamiento pueden reducir los costes de instalación y mantenimiento. Las válvulas de mariposa no sólo satisfacen las necesidades básicas de aislamiento y regulación, sino que también son las mejores en cuanto a durabilidad y facilidad de uso, convirtiéndose así en las más importantes en las aplicaciones de la industria moderna. Su desarrollo y adaptación continuos se mantendrán en los próximos años y seguirán siendo un pilar de las soluciones de control de caudal.