Válvula de globo frente a válvula de bola: ¿Cuál debe utilizar?

Cuando se trata de controlar el flujo de fluidos en sistemas de tuberías industriales, pocos equipos son tan esenciales como las válvulas. Pero con válvulas de globo y válvulas de bola entre las que elegir, ¿cómo saber qué tipo de válvula es la mejor para su aplicación específica?

En esta completa guía, compararemos las principales diferencias entre estos dos dispositivos de control de caudal indispensables. Veremos cómo funcionan, sus pros y sus contras, las aplicaciones típicas y todo lo que necesita para determinar si una válvula de globo o de bola tiene más sentido para su sistema.

Cómo funciona una válvula de globo

Una válvula de globo utiliza un disco o tapón móvil unido a un vástago roscado para regular el caudal de fluido. Al girar el volante en la parte superior, el obturador desciende sobre el asiento, restringiendo cada vez más el caudal hasta que se cierra por completo.

Como el disco se sitúa en paralelo a la dirección del caudal, las válvulas de globo permiten una estrangulación precisa. Se obtiene un caudal lineal: cuanto más se levanta el disco del asiento, mayor es el volumen que pasa por el cuerpo de la válvula.

Esto hace que una válvula de globo sea perfecta para aplicaciones como la modulación del caudal de una caldera o el control preciso del caudal de un equipo.

Las válvulas de globo provocan una caída de presión relativamente alta, ya que el fluido debe cambiar de dirección para pasar a través de ellas. Además, el cuerpo es más grande que el de otros tipos de válvulas. Pero compensan estos pequeños inconvenientes con una precisión de estrangulación superior.

Ventajas de las válvulas de globo

Hay una serie de ventajas que hacen de las válvulas de globo un elemento básico de los sistemas de tuberías industriales:

• Capacidad de estrangulamiento precisa - Permite un control preciso del caudal subiendo/bajando el tapón.
• Cierre fiable sin fugas - La unión hermética del tapón y el asiento evita fugas internas.
• Maneja aplicaciones de alta presión - Hasta cientos de PSI en función de los materiales y el diseño.
• Variedad de configuraciones - Los modelos en T, en ángulo y en estrella permiten flexibilidad.
• Potencial de flujo bidireccional - Algunos diseños de válvulas de globo permiten el flujo en ambas direcciones.

Estas ventajas hacen que las válvulas de globo sean muy adecuadas para aplicaciones como calderas, intercambiadores de calor, plantas químicas, tuberías de proceso y otros usos industriales que requieren un control preciso del caudal.

Cómo funciona una válvula de bola

En lugar de utilizar un tapón ascendente, una válvula de bola utiliza una bola perforada que gira sobre su eje dentro del cuerpo de la válvula para regular el caudal. Cuando la palanca está paralela a la tubería, el orificio se alinea con el caudal y la válvula está abierta. A 90 grados, el caudal queda bloqueado.

Las válvulas de bola funcionan de forma casi exponencial: el caudal aumenta drásticamente en cuanto se descubre la parte más pequeña del orificio. Por eso, aunque permiten un control rápido y sencillo de apertura y cierre, no permiten la regulación fina que ofrecen las válvulas de globo.

El diseño compacto tiene una caída de presión muy baja, ya que no hay nada que obstruya el flujo cuando está totalmente abierto. Por un coste relativamente bajo, también se obtiene una vida útil excepcional y la capacidad de soportar altas temperaturas.

Cuándo utilizar una válvula de bola

Hay ciertas aplicaciones en las que una válvula de bola realmente brilla:

• Encendido y apagado frecuentes - El funcionamiento a 90 grados permite ciclos rápidos.
• Se requiere una baja caída de presión - Flujo recto sin obstrucciones cuando está abierto.
• Fluidos químicamente agresivos - Puede especificarse con aleaciones exóticas.
• Aplicaciones de alta temperatura - Clasificado para cientos de grados con los materiales adecuados.
• Aislamiento rápido necesario - La operación rápida de 1/4 de vuelta detiene el flujo inmediatamente.

Esto hace que las válvulas de bola sean muy adecuadas para usos como sistemas de vapor, plantas químicas, líneas de aire, servicio de drenaje de tanques y otras aplicaciones de encendido/apagado.

Comparación entre válvula de globo y válvula de bola

Ahora que ya conoce los aspectos básicos de su funcionamiento, veamos con más detalle algunas áreas específicas de comparación entre las válvulas de globo y las de bola:

Capacidad de estrangulamiento

Dado que las válvulas de globo funcionan subiendo y bajando un obturador, permiten una excelente capacidad de regulación desde 100% abierto hasta casi cerrado. Las válvulas de bola no pueden ofrecer la misma precisión debido a su característica de caudal exponencial.

Ganador: Válvula de globo

Caída de presión

El flujo rectilíneo de una válvula de bola abierta produce muy pocas pérdidas. Las válvulas de globo requieren que el fluido cambie de dirección, por lo que tienen mayores pérdidas.

Ganador: Válvula de bola

Costo

Las válvulas de bola suelen ser menos caras que las válvulas de globo de tamaño comparable gracias a sus componentes sencillos y compactos.

Ganador: Válvula de bola

Fiabilidad y durabilidad

La simplicidad de una válvula de bola equivale generalmente a un ciclo de vida excepcional con poco mantenimiento. Las válvulas de globo más complejas pueden requerir trabajos ocasionales.

Ganador: Válvula de bola

Talla

Los diseños compactos de las válvulas de bola ocupan mucho menos espacio que los voluminosos cuerpos de las válvulas de globo.

Ganador: Válvula de bola

Bidireccional frente a unidireccional

Muchas válvulas de globo sólo pueden fluir en una dirección. Las válvulas de bola manejan el flujo bidireccional sin problemas.

Ganador: Válvula de bola

Áreas de comparación entre válvulas de globo y de bola

• Capacidad de estrangulamiento
• Caída de presión
• Costo
• Fiabilidad y durabilidad
• Requisitos de tamaño/espacio
• Flujo bidireccional frente a unidireccional

Cuando sopesas todos los factores, válvulas de globo son la mejor opción cuando se necesita un control preciso del caudal, ya que nada puede igualar su precisión de estrangulación.

Válvulas de bola Excelentes cuando se requiere una válvula on/off económica gracias a su rápido ciclado, baja caída de presión y formato compacto.

Aplicaciones típicas de las válvulas de globo

Gracias a su precisa capacidad de estrangulación, a menudo encontrará válvulas de globo instaladas en aplicaciones como éstas:

• Calderas de agua caliente o vapor - Adapte con precisión la potencia de la caldera a la carga.
• Enfriadoras - Modulan el caudal de refrigerante para ajustar la capacidad de refrigeración.
• Sistemas de inyección química - Control de la tasa de aditivo.
• Procesos de transferencia de custodia - Garantizar una medición precisa del flujo.
• Transporte de fluidos a alta presión - Cierre fiable y bajas fugas.

Aplicaciones típicas de las válvulas de bola

Gracias a su rápido funcionamiento de encendido y apagado, su excepcional vida útil y su baja caída de presión, las válvulas de bola destacan en este tipo de instalaciones:

• Líneas de traceado de vapor: corte rápido del flujo sin golpes de ariete.
• Plantas químicas - Válvulas económicas y duraderas incluso con aleaciones exóticas.
• Procesamiento por lotes: cambie rápidamente los flujos de un depósito a otro.
• Sistemas de aire - Aislamiento rápido y fiable de ramales y tuberías principales.
• Líneas de suministro de combustible - Cierre de seguridad inmediato si es necesario.

Elegir entre una válvula de globo o de bola

A la hora de decidir entre una válvula de globo o de bola para su aplicación, el factor más importante es si necesita una capacidad de estrangulación precisa o sólo una válvula básica de encendido/apagado.

Si el control preciso del caudal es crítico, como en una caldera o en una operación de mezcla, una válvula de globo es, con mucho, la mejor elección.

Para aplicaciones de cierre sencillas, probablemente tenga más sentido una válvula de bola económica.

Además, hay que tener en cuenta las caídas de presión, los requisitos de fiabilidad, las temperaturas de funcionamiento, la frecuencia de los ciclos y las restricciones de espacio de la instalación.

Sopesar todas estas áreas de comparación le conducirá a la solución de control de caudal adecuada.