Al diseñar o mantener sistemas de tuberías industriales, inevitablemente tendrá que instalar válvulas para controlar el flujo de fluidos. Los dos tipos más comunes de válvulas son las de globo y las de compuerta. A primera vista, pueden parecer intercambiables. Sin embargo, hay diferencias importantes en la construcción de las válvulas de globo y las válvulas de compuerta, así como en sus ventajas y mejores casos de uso.
En esta completa guía, compararemos válvulas de globo frente a válvulas de compuerta en función de una serie de factores. Al final, sabrá exactamente cuándo elegir una válvula de globo frente a una de compuerta en función de sus necesidades específicas.
¿Qué es una válvula de globo?
A válvula de globo utiliza un diseño de cuerpo esférico y un disco en forma de tapón conectado a un vástago giratorio para regular el caudal de fluido. Al girar el vástago de la válvula y levantar el disco, permite que pase más fluido. Esto hace que las válvulas de globo sean excelentes para el control preciso del caudal.
Las válvulas de globo pertenecen a la familia de las válvulas de movimiento lineal: el disco y el vástago se mueven hacia arriba y hacia abajo en línea recta para modular el caudal. Esto difiere de las válvulas de cuarto de vuelta, como las válvulas de bola o las válvulas de mariposa, en las que el mecanismo gira 90 grados entre la posición totalmente abierta y cerrada.
Dentro del cuerpo, las válvulas de globo tienen un deflector que desvía el flujo de fluido lateralmente antes de llegar al asiento donde hace contacto el obturador. Este desvío es lo que permite a las válvulas de globo estrangular el caudal con tanta eficacia. Sin embargo, también introduce importantes caídas de presión en el sistema.
Las válvulas de globo brillan realmente cuando la regulación precisa del caudal es crítica. A menudo las encontrará en aplicaciones como:
- Sistemas de vapor
- refinerías
- Plantas de transformación química
- Instalaciones de tratamiento de aguas
También se adaptan a altas presiones, temperaturas extremas, fluidos viscosos y sustancias químicas peligrosas en los que es vital un cierre hermético y unas fugas mínimas.
¿Qué es una válvula de compuerta?
Válvulas de compuerta funcionan elevando/bajando una "compuerta" plana en la corriente de flujo para iniciar y detener el flujo de fluido. En la posición totalmente abierta, las válvulas de compuerta ofrecen muy poca resistencia o turbulencia, ya que la compuerta está totalmente levantada de la corriente de flujo.
Las válvulas de compuerta son también válvulas de movimiento lineal, con la compuerta/vástago orientado horizontalmente a través del diámetro de la tubería. Los modelos con vástago ascendente indican la posición de la válvula mediante el recorrido del vástago. Los vástagos no ascendentes utilizan un pequeño indicador deslizante roscado en el vástago superior.
Las válvulas de compuerta son excelentes válvulas on/off gracias a las bajas caídas de presión cuando están abiertas combinadas con un cierre hermético cuando están cerradas. Esto las hace muy adecuadas para:
- Aislar zonas en redes de fluidos
- Inicio/parada del flujo a tramos de tubería de gran diámetro
- Cualquier aplicación en la que deba minimizarse la pérdida de presión
No funcionan bien para el estrangulamiento, ya que la compuerta parcialmente abierta puede vibrar excesivamente y perder la alineación con los asientos de la carrocería si se expone a fluidos a alta velocidad.
Comparación entre válvula de globo y válvula de compuerta
Ahora vamos a comparar directamente algunas de las principales diferencias entre las válvulas de globo y las válvulas:
Funcionalidad
- Válvulas de globo: Diseñado para la regulación y el control del caudal. La interfaz tapón/asiento permite una estrangulación fiable sin erosión del asiento.
- Válvulas de compuerta: Totalmente abierta o totalmente cerrada. No puede regular el caudal con precisión, ya que la compuerta vibra con facilidad en estados parcialmente abiertos.
Caída de presión
- Válvulas de globo: Pérdida de carga mucho mayor ya que el fluido se desvía dentro del cuerpo. Evitar cuando la pérdida de presión sea crítica.
- Válvulas de compuerta: Pérdida de presión muy baja gracias al paso de caudal recto y sin obstrucciones.
Fiabilidad del sellado
- Válvulas de globo: Estanqueidad y aislamiento extremadamente eficaces gracias a la robustez de la interfaz cuerpo/conector y al contacto lineal.
- Válvulas de compuerta: Propensos a fugas con el tiempo a medida que los asientos del cuerpo se erosionan. La compuerta puede perder la alineación y no aislar completamente.
Requisitos de mantenimiento
- Válvulas de globo: Una construcción interna más compleja con espacios reducidos conlleva una mayor carga de trabajo de mantenimiento.
- Válvulas de compuerta: Los huecos internos más grandes simplifican el mantenimiento. Sin embargo, un mayor desgaste del asiento implica más desmontajes para sustituirlo.
Consideraciones sobre la instalación
- Válvulas de globo: Es necesario tener en cuenta el espacio vertical debido a la elevación del vástago/actuador. Orientar de forma que el caudal coincida con la flecha del cuerpo.
- Válvulas de compuerta: Las variantes de vástago ascendente necesitan más espacio libre por encima de la cabeza que los diseños no ascendentes. Adecuadas para instalación horizontal o vertical.
Coste típico
- Válvulas de globo: A menudo 30-50% mayor coste que las válvulas de compuerta equivalentes.
- Válvulas de compuerta: Una mayor simplicidad equivale a menores costes de producción.
A continuación figura un cuadro comparativo en el que se resumen las principales diferencias:
| Factor | Válvula de globo | Válvula de compuerta |
|---|---|---|
| Función principal | Control de caudal y estrangulación | Aislamiento y control de encendido/apagado |
| Caída de presión | Alto | Bajo |
| Fiabilidad del sellado | Muy bueno | Moderado |
| Mantenibilidad | Difícil | Fácil |
| Instalación | Orientación vertical. Dirección de flujo fija | Cualquier orientación. Bidireccional |
| Coste unitario | Caro | Barato |
¿Cuándo elegir una válvula de globo en lugar de una de compuerta?
Conociendo sus respectivos puntos fuertes y débiles, podemos recomendar las aplicaciones más adecuadas para las válvulas de globo y de compuerta.
Elija válvulas de globo cuando:
Se necesita un control preciso del caudal
La capacidad de estrangulación de las válvulas de globo las convierte en la elección perfecta para regular con precisión el caudal de fluidos. Aplicaciones como la dosificación de aditivos químicos, la gestión del vapor o el mantenimiento de las temperaturas de proceso dependen del control preciso de las válvulas de globo.
Es fundamental que las fugas sean mínimas
Las válvulas de globo consiguen un excelente aislamiento al rodear completamente de metal el disco del obturador. Esto crea un excelente sello de presión para evitar goteos o fugas. Si no tolera en absoluto los derrames o las emisiones, instale válvulas de globo.
El sistema utiliza fluidos peligrosos
Productos químicos corrosivos, líquidos inflamables, temperaturas y presiones extremas... las válvulas de globo están como en casa. Su robusta construcción resiste prácticamente cualquier medio con una contención fiable y una fiabilidad absoluta.
Instalación en líneas verticales
Las válvulas de globo deben montarse con el flujo coincidiendo con la flecha moldeada en el cuerpo. Este requisito encaja perfectamente con las tuberías verticales. Oriéntelas de modo que el flujo se mueva hacia arriba a través de la válvula.
Es necesario operar con frecuencia
La acción lineal del obturador de la válvula de globo proporciona un movimiento suave con poco desgaste. Su construcción robusta soporta los ciclos constantes mucho mejor que el movimiento de compuerta deslizante de las válvulas de compuerta.
Elija válvulas de compuerta cuando:
La pérdida de presión debe reducirse al mínimo
Las válvulas de compuerta se retiran completamente del paso del caudal cuando están abiertas, dejando un paso sin restricciones de paso total. Esta característica las hace perfectas para permitir caudales máximos.
Es necesario el aislamiento ocasional
La mayoría de las aplicaciones de las válvulas de compuerta implican un funcionamiento de encendido/apagado relativamente infrecuente. Su cierre hermético cuando están cerradas las convierte en válvulas de aislamiento fiables para tareas de bypass de mantenimiento o aislamiento de equipos.
Instalación en tuberías de gran diámetro
El paso de caudal recto de la válvula de compuerta y la ausencia de obstrucciones internas permiten que las tuberías más grandes aprovechen todo su potencial de caudal. También sellan de forma fiable a pesar de las mayores fuerzas ejercidas por el flujo de gran volumen.
El proceso implica lodos
Las válvulas de compuerta se adaptan mejor a líquidos con sólidos en suspensión, como aguas residuales o lodos químicos. Sus orificios rectos permiten el paso de partículas sin obstruir ni erosionar prematuramente los asientos.
La aplicación es bidireccional
Las válvulas de compuerta se adaptan bien al flujo bidireccional gracias a su cuerpo y paso de caudal simétricos. Compruebe que su modelo específico permite el flujo bidireccional antes de instalarlo.
El coste es una preocupación importante
Si el presupuesto es ajustado, las válvulas de compuerta reducen en 30% el precio de las válvulas de globo. Solo tiene que estar preparado para sacrificar la capacidad de control del caudal de precisión.
Conclusión
Tanto las válvulas de globo como las de compuerta desempeñan importantes funciones de control de caudal, aislamiento y contención en una amplia gama de procesos industriales. Comprender sus diferencias en cuanto a características de control, necesidades de mantenimiento, gestión de la presión y perfil de costes permite a los ingenieros seleccionar cualquiera de ellas con confianza.
Alcanzar válvulas de globo cuando la precisión, la seguridad y la fiabilidad superan los presupuestos. Utilice sistemas económicos válvulas de compuerta para tareas de flujo más sencillas que no exijan precisión.
Mediante una cuidadosa selección de válvulas de globo frente a válvulas de compuerta, puede construir sistemas de fluidos con el rendimiento exacto que requiere su aplicación.
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