O que é uma válvula borboleta? Guia completo para 2025

O que é uma válvula borboleta?

Uma válvula de borboleta é uma válvula de um quarto de volta que controla o fluxo de fluido utilizando um disco rotativo. Quando o disco roda 90 graus, abre ou fecha completamente o fluxo. Pense nela como um portão circular que se abre e fecha dentro de um tubo.

Muito simples, não é?

Mas a questão é a seguinte:

Apesar de as válvulas de borboleta terem um design simples, são INCRIVELMENTE versáteis. São utilizadas em todo o lado, desde estações de tratamento de água a instalações de processamento químico.

De facto, as válvulas de borboleta são um dos tipos de válvulas mais populares nas aplicações industriais actuais.

Porquê?

Porque são compactos, económicos e muito fáceis de utilizar.

Neste guia, vou explicar tudo o que precisa de saber sobre válvulas borboleta. Incluindo o seu funcionamento, os diferentes tipos e quando deve (e não deve) utilizá-los.

Vamos mergulhar no assunto.

Como é que uma válvula de borboleta funciona?

O princípio de funcionamento de uma válvula de borboleta é bastante simples.

Eis como funciona:

Uma válvula de borboleta tem um disco circular montado num eixo rotativo (chamado haste). Quando se roda o manípulo ou o atuador, a haste faz rodar o disco.

Quando o disco está paralelo ao fluxo? A válvula está totalmente aberta.

Quando o disco está perpendicular ao fluxo? A válvula está completamente fechada.

E vejam isto:

Só precisa de rodar o manípulo 90 graus para passar de totalmente aberto para totalmente fechado. É por isso que as válvulas de borboleta são chamadas "válvulas de um quarto de volta".

Mas é aqui que as coisas ficam interessantes:

Também pode posicionar o disco em diferentes ângulos para controlar o caudal. Quer um caudal de 50%? Posicione o disco a cerca de 45 graus. Precisa apenas de um fio? Abra-o ligeiramente.

Esta capacidade de estrangulamento torna as válvulas de borboleta super versáteis para aplicações de controlo de caudal.

O resultado final?

As válvulas borboleta oferecem um controlo de fluxo simples e fiável com um mínimo de peças móveis. E é exatamente por isso que são tão populares em aplicações industriais.

Componentes principais de uma válvula de borboleta

Cada válvula de borboleta tem quatro componentes principais que funcionam em conjunto. Deixe-me explicar-lhos:

1. Corpo da válvula

O corpo da válvula é a caixa principal que contém todas as peças internas. É normalmente feito de materiais resistentes, como ferro fundido ou aço inoxidável.

O corpo liga-se ao sistema de tubagem e protege o disco e outros componentes contra danos.

Pense nela como o invólucro protetor da válvula.

2. Disco

O disco é a estrela do espetáculo. É a placa redonda que controla efetivamente o fluxo.

Quando se roda o disco, este bloqueia o percurso do fluxo (fechado) ou alinha-se com ele (aberto).

Aqui está uma coisa fixe:

O disco permanece sempre no percurso do caudal, mesmo quando totalmente aberto. Isto cria uma ligeira queda de pressão, mas também significa que a válvula pode responder instantaneamente às alterações de controlo.

3. Haste (veio)

A haste liga o disco ao punho ou atuador externo. Quando se roda o manípulo, a haste faz rodar o disco.

A maioria das hastes passa pelo corpo da válvula e é vedada com anéis de vedação para evitar fugas.

Algumas válvulas utilizam uma haste de uma só peça. Outras utilizam um design de duas peças para facilitar a manutenção.

4. Assento

A sede é a superfície de vedação contra a qual o disco se fecha. É o que impede a fuga quando a válvula está fechada.

Os assentos existem em dois tipos principais:

• Assentos macios (de borracha ou PTFE) para um fecho estanque
• Assentos metálicos para aplicações a altas temperaturas

O material da sede determina frequentemente os valores nominais de temperatura e pressão da válvula.

Tipos de válvulas borboleta

Nem todas as válvulas de borboleta são criadas da mesma forma. Existem vários modelos diferentes, cada um com as suas próprias vantagens.

Vou explicar-lhe os principais tipos:

Válvulas de borboleta de desvio zero (concêntricas)

As válvulas de desvio zero são o modelo mais simples. A haste passa diretamente pelo centro do disco.

Estas válvulas utilizam uma sede de borracha macia que envolve o bordo do disco. Quando fechado, o disco comprime a sede para uma vedação estanque.

Melhor para:

• Aplicações de baixa pressão (até 250 PSI)
• Serviço de água e ar
• Projectos que se preocupam com o orçamento

Desvantagens: O disco roça constantemente contra o assento, o que pode causar desgaste ao longo do tempo.

Válvulas de borboleta de duplo desvio (alto desempenho)

As válvulas de duplo desvio têm dois desvios de haste:

1. A haste está deslocada da linha central do disco
2. A haste está deslocada da linha central do tubo

Esta conceção reduz o desgaste do assento porque o disco "levanta-se" do assento durante a abertura.

Melhor para:

• Pressões e temperaturas mais elevadas
• Necessidade de uma vida útil mais longa
• Aplicações de processamento químico

Válvulas de borboleta de desvio triplo

As válvulas de triplo desvio acrescentam um terceiro desvio: um desvio angular no cone de vedação.

Eis porque é que isto é importante:

O disco só entra em contacto com a sede no momento do fecho total. Zero fricção durante o funcionamento significa praticamente nenhum desgaste.

Melhor para:

• Temperaturas e pressões extremas
• Serviço de vapor
• Aplicações sem fugas
• Controlo de processos críticos

A contrapartida? As válvulas de tripla compensação custam significativamente mais do que outros tipos.

Tipos de ligação da válvula de borboleta

A forma como se liga uma válvula de borboleta ao sistema de tubagem é importante. E muito.

Eis os principais tipos de ligação:

Estilo wafer

As válvulas de borboleta de bolacha encaixam entre duas flanges de tubo. Os parafusos compridos passam através das flanges e fixam a válvula no lugar.

Prós:

• Design compacto
• Leve
• Custo-beneficio

Contras:

• Não pode ser utilizado para o serviço de fim de linha
• Requer a paragem do sistema para manutenção

Estilo do parafuso

As válvulas de retenção têm orifícios roscados à volta do corpo. Cada flange de tubo é aparafusada diretamente à válvula.

Grande vantagem: É possível desligar um lado da tubagem sem retirar a válvula.

Isto torna as válvulas lug perfeitas para:

• Serviço de fim de linha
• Aplicações que necessitam de capacidade de isolamento
• Sistemas que requerem manutenção frequente

Flangeado

As válvulas de borboleta com flange têm faces salientes em ambos os lados que correspondem a flanges de tubos normais.

Quando os utilizar:

• Tubos de grande diâmetro
• Sistemas de alta pressão
• Quando é necessária a máxima estabilidade

Solda de topo

Estas válvulas são soldadas diretamente na tubagem. Não são necessárias flanges.

Ideal para:

• Instalações permanentes
• Serviço a alta pressão/alta temperatura
• Aplicações onde não podem ocorrer fugas de forma alguma

A desvantagem? São difíceis de remover para manutenção.

Materiais e classificações de temperatura

Os materiais utilizados na construção da válvula de borboleta têm um impacto direto no desempenho e na vida útil.

Vou explicar as opções mais comuns:

Materiais da carroçaria

Ferro fundido

• Gama de temperaturas: -20°F a 450°F
• Bom para o serviço de água e ar
• Opção rentável

Aço carbono

• Gama de temperaturas: -20°F a 800°F
• Suporta pressões mais elevadas do que o ferro fundido
• Comum em aplicações de petróleo e gás

Aço inoxidável (316/316L)

• Gama de temperaturas: -320°F a 1000°F
• Excelente resistência à corrosão
• Ideal para processamento químico e alimentar

Hastelloy/Inconel

• Resistência a temperaturas extremas e à corrosão
• Utilizado em serviços químicos altamente agressivos
• Preço de topo

Materiais para assentos e seus limites

O material da sede determina frequentemente a temperatura nominal da válvula:

EPDM (Etileno Propileno)

• Gama: -20°F a 250°F
• Ótimo para o serviço de água
• Não compatível com óleos ou hidrocarbonetos

Buna-N (Nitrilo)

• Gama: -35°F a 250°F
• Bom para óleos e combustíveis
• Não adequado para oxidantes fortes

PTFE (Teflon)

• Gama: -100°F a 450°F
• Resistência química universal
• Custo mais elevado, mas vida útil mais longa

Assentos metálicos

• Alcance: Até 1000°F+
• Utilizado para temperaturas extremas
• Pode apresentar ligeiras fugas

Aplicações e casos de utilização

As válvulas borboleta aparecem em imensas indústrias diferentes. Eis onde é mais comum encontrá-las:

Tratamento de água e de águas residuais

Este é provavelmente o maior mercado para as válvulas de borboleta.

Porquê?

Porque lidam com grandes volumes de caudal de forma eficiente e resistem à corrosão comum no tratamento de água.

Aplicações comuns:

• Entrada de água bruta
• Redes de distribuição
• Isolamento da bomba
• Sistemas de retrolavagem

Sistemas HVAC

Os sistemas mecânicos dos edifícios utilizam válvulas de borboleta para controlo da água fria e quente.

São perfeitos aqui porque:

• O tamanho compacto cabe em salas mecânicas apertadas
• Acionamento rápido para controlo da temperatura
• Económica para tubos de grandes dimensões

Processamento químico

As fábricas de produtos químicos utilizam válvulas de borboleta para:

• Controlo da alimentação do reator
• Isolamento de tanques de armazenamento
• Serviço corrosivo (com materiais adequados)

O segredo? Selecionar os materiais certos para a compatibilidade química.

Alimentos e Bebidas

As válvulas borboleta sanitárias são muito importantes no processamento de alimentos.

Apresentam:

• Superfícies polidas para uma limpeza fácil
• Aprovado pela FDA materiais
• Capacidade CIP (Clean-in-Place)

Produção de energia

As centrais eléctricas utilizam válvulas de borboleta para..:

• Sistemas de água de arrefecimento
• Serviço de condensados de vapor
• Sistemas de manuseamento de cinzas

Opções de acionamento

A forma de operar uma válvula de borboleta depende das necessidades da sua aplicação.

Eis as suas principais opções:

Funcionamento manual

Punho de alavanca

• Utilizado em válvulas mais pequenas (normalmente 2-6 polegadas)
• Funcionamento rápido
• Indicação visual da posição

Operador de engrenagens

• Para válvulas maiores ou aplicações de binário elevado
• Proporciona uma vantagem mecânica
• O parafuso sem-fim autoblocante evita movimentos indesejados

Funcionamento automatizado

Actuadores eléctricos

• Controlo preciso da posição
• Fácil integração com sistemas de controlo
• Necessita de uma fonte de alimentação
• Ideal para: Funcionamento frequente, necessidades de controlo remoto

Actuadores pneumáticos

• Funcionamento rápido (normalmente 1-2 segundos)
• Opções à prova de falhas disponíveis
• Necessita de ar comprimido
• Ideal para: Aplicações de segurança, ciclismo frequente

Actuadores hidráulicos

• Capacidade de binário extremamente elevada
• Funcionamento suave
• Ideal para: Válvulas grandes, sistemas de alta pressão

Vantagens e desvantagens

Vamos falar a sério sobre os prós e os contras das válvulas de borboleta.

Vantagens

1. Design compacto
As válvulas borboleta ocupam muito menos espaço do que as válvulas de gaveta ou de globo. Isto é importante quando se está a conceber esquemas de tubagem apertados.

2. Funcionamento rápido
O funcionamento de um quarto de volta significa abertura e fecho rápidos. Perfeito para isolamento de emergência.

3. Baixa queda de pressão
Quando totalmente abertas, as válvulas de borboleta criam uma restrição mínima ao fluxo.

4. Custo-eficaz
Especialmente em tamanhos maiores, as válvulas de borboleta custam significativamente menos do que outros tipos de válvulas.

5. Bom controlo do fluxo
O ângulo do disco proporciona uma capacidade de estrangulamento decente para muitas aplicações.

6. Leve
Mais fácil de instalar e requer menos suporte de tubagem do que os tipos de válvulas mais pesadas.

Desvantagens

1. Pressões nominais limitadas
A maior parte das válvulas de borboleta atingem o valor máximo de 250-300 PSI. Precisa de uma pressão mais elevada? Terá de pagar preços mais elevados.

2. Não tem furo completo
O disco permanece sempre na trajetória do fluxo, criando alguma restrição.

3. Limitações de estrangulamento
O estrangulamento a alta velocidade pode danificar o disco e a sede.

4. Não adequado para lamas
Os materiais abrasivos podem desgastar rapidamente as superfícies de vedação.

5. Limitações de temperatura
As válvulas de sede macia têm restrições de temperatura baseadas no material da sede.

Critério de seleção

Escolher a válvula de borboleta correta não é uma tarefa difícil. Mas é necessário ter em conta vários factores:

1. Condições de serviço

Pressão: Certifique-se de que a classificação da válvula excede a pressão máxima do sistema

Temperatura: Verificar os intervalos de temperatura ambiente e de funcionamento

Meios de comunicação social: Considerar a compatibilidade química com todos os materiais molhados

2. Requisitos de desempenho

Pergunte a si próprio:

• Preciso de um fecho à prova de bolhas?
• Esta válvula vai estrangular ou apenas abrir/fechar?
• Com que frequência é que vai ser feito o ciclo?

3. Restrições de instalação

Considerar:

• Espaço disponível
• Configuração da tubagem
• Necessidades de acesso para manutenção
• Limitações de peso

4. Considerações sobre os custos

Não se esqueça de ter em conta:

• Preço de compra inicial
• Custos de instalação
• Manutenção a longo prazo
• Custos energéticos (queda de pressão)

Manutenção e resolução de problemas

A questão das válvulas de borboleta é a seguinte:

A sua manutenção é bastante reduzida. Mas "pouca" não significa "nenhuma" manutenção.

Tarefas de manutenção regulares

Trimestralmente:

• Fazer um ciclo da válvula para evitar a colagem
• Verificar a existência de fugas externas
• Verificar o bom funcionamento

Anualmente:

• Inspecionar o estado do banco
• Verificar o empanque da haste
• Lubrificar se necessário
• Testar o funcionamento do atuador (se automatizado)

Problemas e soluções comuns

Fuga para além da sede

• Causa: Assento desgastado ou danificado
• Reparação: Substituir a sede ou toda a válvula

Difícil de operar

• Causa: Corrosão, acumulação de incrustações ou rolamentos danificados
• Reparação: Limpar e lubrificar, substituir as peças gastas

Vazamento de haste

• Causa: Embalagem ou O-rings desgastados
• Correção: Apertar a embalagem ou substituir os vedantes

Problemas com o atuador

• Causas: Várias (falta de energia, fornecimento de ar, falha mecânica)
• Correção: Resolução de problemas com base no tipo de atuador

Considerações finais

Então, o que é uma válvula de borboleta?

Trata-se de um dispositivo de controlo de caudal simples, mas versátil, que utiliza um disco rotativo para regular o caudal de fluido. Com uma seleção e manutenção adequadas, as válvulas de borboleta proporcionam um serviço fiável em inúmeras aplicações.

A chave do sucesso?

Compreender as suas necessidades específicas e escolher o tipo de válvula, materiais e caraterísticas corretos para a sua aplicação.

Quer esteja a conceber um novo sistema ou a atualizar o equipamento existente, as válvulas de borboleta oferecem um excelente equilíbrio entre desempenho, custo e fiabilidade.

Lembrem-se:

Nem todas as aplicações são adequadas para uma válvula de borboleta. Mas quando são adequadas? São difíceis de superar.

Precisa de ajuda para selecionar a válvula de borboleta certa para a sua aplicação? Considere factores como pressão, temperatura, compatibilidade de meios e desempenho necessário. E não hesite em consultar os fabricantes ou engenheiros de válvulas para aplicações críticas.

Porque, no final do dia, a escolha da válvula correta pode fazer a diferença entre um sistema que funciona sem problemas durante anos e um que causa dores de cabeça constantes.