¿Qué son las Válvulas Manuales?
Las válvulas manuales, también conocidas como válvulas operadas manualmente o válvulas de accionamiento manual, son dispositivos que requieren la intervención humana para abrir, cerrar o ajustar su grado de apertura.
Estas válvulas se dividen en categorías como válvulas de globo, de bola, de compuerta, de mariposa o de diafragma, según su diseño. Tienen múltiples aplicaciones, incluyendo la capacidad de cerrar, permitir el flujo o detener el paso de fluidos al abrir o cerrar la vía del flujo, además de regular el caudal.
Usos de las Válvulas Manuales
Las válvulas manuales se utilizan normalmente para cerrar el paso de fluidos o regular el caudal y la presión. Para cerrar fluidos, se utilizan válvulas de bola o de compuerta. Normalmente, se utilizan válvulas de bola neumáticas porque son estructuralmente más resistentes, no dejan ningún tapón de válvula (bola o disco) en el paso del caudal y son fáciles de abrir y cerrar.
Ninguna de las dos válvulas puede utilizarse en la posición medio abierta. Se debe tener cuidado de no utilizar la válvula sin abrir completamente el obturador de la válvula en la posición de apertura media, ya que esto provocará cavitación.
La cavitación es un fenómeno en el que un líquido baja de presión y se vaporiza, generando burbujas. La cavitación aumenta las vibraciones, el ruido y las pulsaciones del flujo, y puede provocar daños en tuberías y equipos.
Las válvulas de globo o mariposa se utilizan para ajustar el caudal y la presión. Las válvulas de globo suelen utilizarse para ajustar fácilmente el caudal y la presión mediante una manivela. Sin embargo, las válvulas de globo tienen un paso de caudal intrincado en la caja de la válvula (cuerpo), lo que provoca una elevada pérdida de presión del fluido.
Principio de las Válvulas Manuales
Las válvulas manuales tienen un obturador (bola, disco, etc.) dentro de la caja (cuerpo) de la válvula. Girando el obturador hacia arriba y hacia abajo o haciéndolo girar, el obturador entra en contacto con el asiento de la caja de la válvula y cierra el paso del caudal. Las válvulas manuales se accionan manualmente para subir, bajar y girar el obturador de la válvula.
La caída de presión a través de la válvula cuando el fluido pasa a través de ella depende de la construcción de la válvula. La pérdida de presión es un factor importante en la selección de la válvula. La pérdida de presión se calcula utilizando la fórmula de Fanning que se indica a continuación.
ΔP=4f (ρμ2L/2d)
ΔP: pérdida de carga (Pa), f: coeficiente de fricción, ρ: densidad del fluido (kg/m3), μ: velocidad media del fluido (m/seg), L: longitud de la tubería (m), d: diámetro interior de la tubería (m).
Tipos de Válvulas Manuales
Existen varios tipos de válvulas manuales, dependiendo de su construcción y función. Al seleccionar una válvula manual, es importante tener en cuenta el tipo de fluido utilizado (agua, vapor, aire, gases, productos químicos, etc.), la presión y temperatura del fluido, si es corrosivo o no, y el uso previsto (por ejemplo, cierre, regulación de caudal/presión).
1. Válvulas de Globo
Las válvulas de globo también se denominan válvulas de bola. Se utilizan como válvulas de cierre o válvulas de mariposa porque son excelentes para cerrar fluidos y regular el caudal y la presión.
La caja (cuerpo) de la válvula es redondeada y el paso de caudal interno es curvo. El obturador (disco) de la caja de la válvula se mueve hacia arriba y hacia abajo girando una maneta unida al vástago de la válvula.
Esto hace que el obturador entre en contacto con el asiento y cierre el paso del fluido. El grado de rotación de la maneta modifica la distancia entre el obturador y el asiento, lo que permite ajustar el caudal y la presión. Se utilizan como válvulas para ajustar el volumen de servicios como vapor, agua de refrigeración, agua caliente, aire comprimido y líneas de vacío en los que es necesario ajustar el caudal y la presión.
2. Válvula de Bola
Las válvulas de bola se caracterizan por tener un obturador (disco) esférico (en forma de bola) en la caja (cuerpo) de la válvula. El obturador de la válvula se gira 90° girando la maneta fijada al vástago de la válvula para cerrar el paso del caudal. Las válvulas de bola tienen una baja caída de presión porque el obturador no permanece en el paso del caudal cuando la válvula está abierta.
Básicamente, no se utilizan a media apertura ni para regular el caudal o la presión. Son relativamente compactas y baratas, y a menudo se utilizan como pequeñas válvulas de cierre, ya que pueden cerrarse simplemente girando la maneta 90°.
3. Válvulas de Compuerta
Las válvulas de compuerta son válvulas utilizadas específicamente para cerrar fluidos. El obturador (disco) de la caja (cuerpo) de la válvula se mueve hacia arriba y hacia abajo girando una maneta unida al vástago (vástago) de la válvula.
Esto hace que el disco entre en contacto con el asiento y cierre el paso del fluido. La trayectoria del flujo en la caja de la válvula es recta y la pérdida de carga es baja. Se utiliza como válvula de cierre, ya que no se utiliza en la posición de apertura media, sino en las posiciones abierta y cerrada.
4. Válvula de Mariposa
Las válvulas de mariposa se caracterizan por un obturador de válvula en forma de disco (disco) en la caja de la válvula (cuerpo). El obturador de la válvula se gira girando una manivela fijada al vástago de la válvula (vástago) para cerrar el paso del caudal.
El obturador de la válvula también puede ser semicircular, girando como las alas de una mariposa. Las válvulas de mariposa permiten ajustar el caudal y la presión ajustando el ángulo de rotación del obturador de la válvula.
5. Válvula de Diafragma
Las válvulas de diafragma cierran el paso del caudal con una membrana (diafragma) de caucho o fluoroplástico. El obturador de la válvula (diafragma) en la caja (cuerpo) de la válvula se hace girar mediante una maneta unida al vástago de la válvula (vástago), lo que hace que el diafragma se deforme hacia arriba y hacia abajo. Esto hace que el obturador de la válvula entre en contacto con el asiento y cierre el paso del fluido.
En comparación con otras válvulas, su construcción es más sencilla y el diafragma aísla el paso del fluido de la parte motriz, lo que la hace excelente para fluidos muy corrosivos. Por ello, se utilizan a menudo en sectores como el farmacéutico, el alimentario y el médico. No pueden utilizarse con fluidos a alta presión y se emplean principalmente a presiones bajas, inferiores a 0,5 MPa.
¿Cómo Seleccionar Válvulas Manuales?
Al seleccionar una válvula adecuada, es esencial considerar su propósito, la caída de presión y el costo asociado. Las válvulas manuales ofrecen ventajas al eliminar la necesidad de conexiones eléctricas o neumáticas para su unidad de accionamiento, lo que reduce los gastos operativos.
Los actuadores de aire comprimido pueden ser de simple efecto, donde la apertura se logra neumáticamente y el cierre mediante un muelle, o de doble efecto, donde tanto la apertura como el cierre son neumáticos. En situaciones de accionamiento eléctrico, se emplean actuadores con motor eléctrico o bobinas electromagnéticas para llevar a cabo las acciones de apertura y cierre.
Más Información sobre Válvulas Manuales
Símbolos de las Válvulas Manuales
En el caso de la utilización de válvulas manuales, suele tratarse de instalaciones de gran envergadura o áreas extensas. Esto puede dar lugar a la generación de planos y documentación sumamente compleja.
En general, los dibujos no representan la forma completa de las válvulas manuales, sino que se limitan a mostrar el símbolo correspondiente a estas válvulas.