El complejo movimiento de los fluidos en los sistemas industriales no puede llevarse a cabo sin la ayuda de las válvulas industriales. A la hora de seleccionar válvulas, las válvulas de compuerta y las válvulas de mariposa son dos de los tipos más habituales que se utilizan en numerosas industrias. Estos dispositivos mecánicos, que suelen pasarse por alto en la gestión general de las operaciones, son los que controlan el caudal, la ubicación y el volumen del flujo. Elegir una válvula inadecuada puede dar lugar a una serie de problemas que van desde el desperdicio de energía, un elevado consumo energético y fallos en la válvula, hasta situaciones de peligro. Por lo tanto, es importante conocer las diferencias entre estos dos tipos de válvulas, así como sus ventajas e inconvenientes; además, resulta fundamental que los ingenieros y operarios de diversos sectores cuenten con estos conocimientos para evitar posibles inconvenientes a la hora de elegir entre una válvula de compuerta y una válvula de mariposa para sus aplicaciones.
¿Qué es una válvula de compuerta?
Una válvula de compuerta está diseñada de tal manera que cuenta con una compuerta que se abre y se cierra para regular el flujo de fluidos. Se utiliza principalmente para el servicio de apertura/cierre y ofrece un paso total y una baja caída de presión cuando está completamente abierta. Una válvula de compuerta funciona según un mecanismo muy básico. Utiliza una compuerta o una cuña que se coloca perpendicularmente a la trayectoria del flujo para interrumpir el paso del fluido. Cuando está totalmente abierta, la compuerta se retira por completo de la corriente de flujo y ofrece la mínima interferencia. Las partes principales de la válvula de compuerta son el cuerpo, el asiento, la compuerta, el vástago y la tapa.
Tipos de válvulas de compuerta
Las válvulas de compuerta pueden ser de distintos tipos en función de su diseño; aunque su principio de funcionamiento es similar, están diseñadas para aplicaciones diferentes. La válvula de compuerta de cuña maciza, como su nombre indica, tiene una sola pieza a modo de compuerta y es adecuada para usos generales debido a su sencillez y robustez. Pueden fabricarse con materiales como el acero inoxidable para aumentar la durabilidad del equipo. En los casos en que la dilatación de la tubería o la tensión puedan provocar atascos, la válvula de compuerta de cuña flexible incorpora un corte o ranura en la cuña para que pueda flexionarse y proporcionar un mejor sellado incluso en estas condiciones. La válvula de compuerta de cuña dividida, compuesta por dos piezas separadas que se encajan contra los asientos de la válvula, ofrece un mejor sellado en comparación con otros tipos de válvulas, especialmente cuando se trata de sólidos en suspensión. Por último, las válvulas de compuerta de deslizamiento paralelo utilizan dos discos paralelos con un mecanismo de resorte o presión de línea para mantener los discos en contacto con los asientos; se emplean en aplicaciones de vapor a alta temperatura y alta presión, ya que pueden soportar fácilmente la deformación térmica.
¿Qué es una válvula de mariposa?
Una válvula de mariposa es una válvula de cuarto de vuelta que controla el caudal de los fluidos mediante la rotación de un disco. Este disco se encuentra en el centro de la tubería y gira sobre un vástago. En la posición totalmente abierta, el disco gira unos 90 grados para permitir el paso libre del fluido.
Tipos de válvulas de mariposa
Las válvulas de mariposa también están disponibles en diferentes tipos, dependiendo de la aplicación que requiera un proceso concreto. El tipo más común de válvula de mariposa es la de tipo “wafer”, que se coloca entre dos bridas y se fija mediante pernos que atraviesan las bridas. La válvula de mariposa de tipo «lug» cuenta con insertos roscados o «orejetas» que permiten atornillarla a una brida independientemente de la otra, por lo que resulta adecuada para aplicaciones en tuberías sin salida. Las válvulas de mariposa cuentan con bridas en ambos extremos del disco que son compatibles con las bridas de la tubería, lo que facilita su alineación y permite crear una conexión resistente, especialmente en tamaños grandes o a alta presión. Otro tipo es la válvula de mariposa de alto rendimiento, que puede tener un disco descentrado y un material especial en el asiento que le permite funcionar a presiones y temperaturas más elevadas que el tipo estándar.
Comparación entre la válvula de compuerta y la válvula de mariposa: diferencias clave
Principio estructural
La principal diferencia entre sus estructuras radica en la forma en que se obstruye el flujo. Una válvula de compuerta es aquella que cuenta con una compuerta que se abre y se cierra en línea recta, ya sea dentro o fuera de la trayectoria del flujo de fluido. Cuando está abierta, prácticamente no presenta ninguna restricción. Por otro lado, una válvula de mariposa utiliza un disco situado en la trayectoria del flujo. Sin embargo, el disco permanece dentro del interior de la tubería incluso cuando está completamente abierta, aunque en una posición paralela al flujo. Esta diferencia inherente en el diseño determina su idoneidad para diversas aplicaciones y condiciona su rendimiento. La válvula de compuerta tiene un diseño de paso recto que difiere del diseño más compacto y rotativo de la válvula de mariposa.
Dirección del flujo del fluido
Otra característica importante es la dirección del flujo del fluido. Las válvulas de compuerta son de tipo bidireccional, lo que significa que son capaces de cerrar el paso del fluido en ambas direcciones, dependiendo de la dirección en la que este se dirija hacia la compuerta. Esto supone una gran ventaja en aplicaciones en las que la dirección del flujo puede invertirse o en las que se desea aislar el paso en cualquiera de las dos direcciones. Las válvulas de mariposa, aunque por lo general son capaces de gestionar el flujo en cualquier dirección, pueden tener una dirección de flujo preferida para un rendimiento de estanqueidad óptimo, especialmente a alta presión. El diseño del disco y del asiento puede provocar en ocasiones una ligera caída de presión cuando el flujo se produce en la dirección opuesta.
Capacidad de control de caudal
Las válvulas de compuerta no son adecuadas para el control de caudal, ya que no tienen la capacidad de regularlo. Cuando una válvula de compuerta está parcialmente abierta, provoca vibraciones y desgaste de la compuerta y de los asientos debido a la elevada velocidad del fluido que pasa a través de la abertura restringida, lo que también puede dañar la válvula. Se utilizan para aplicaciones de tipo «on/off», es decir, en posición totalmente abierta o totalmente cerrada. Las válvulas de mariposa, por su parte, son ideales para la estrangulación y el control de caudal, y proporcionan un mejor control. El grado de apertura del disco es directamente proporcional a la restricción del caudal, y este puede regularse con un grado relativamente alto de precisión. Sin embargo, mantener posiciones parcialmente abiertas durante mucho tiempo también provoca desgaste del disco y del asiento.
Dimensiones estructurales y peso
Las válvulas de mariposa suelen ser más compactas y ligeras que las válvulas de compuerta del mismo tamaño nominal y clase. Esta diferencia en las dimensiones estructurales y el peso puede ser un factor importante en aplicaciones en las que el espacio es limitado o en las que las consideraciones de peso son cruciales, como en plataformas marinas o equipos portátiles. La menor distancia entre caras de las válvulas de mariposa también facilita su instalación y uso, además de reducir el espacio que ocupa el sistema de tuberías. Las válvulas de compuerta, debido al movimiento de la compuerta, suelen ser más largas y pesadas, especialmente en grandes sistemas de tuberías diseñados para diámetros de tubería de gran tamaño.
Rendimiento de sellado
Tanto las válvulas de compuerta como las de mariposa pueden proporcionar un cierre hermético cuando se seleccionan y mantienen adecuadamente, pero la forma en que lo hacen es diferente. Las válvulas de compuerta están diseñadas para que la compuerta esté en estrecho contacto con los asientos de la válvula, lo que a menudo se consigue mediante la presión del fluido, lo que hace que la válvula quede herméticamente cerrada. Las válvulas de mariposa sellan mediante el ajuste a presión entre el borde del disco y el asiento de la válvula, que puede estar fabricado con diversos materiales elásticos. Aunque ambas pueden ofrecer un buen sellado, el de una válvula de mariposa puede ser más vulnerable al daño causado por los residuos presentes en la corriente de flujo debido a que el asiento queda expuesto. Las válvulas de mariposa de alto rendimiento y con estructuras de asiento especiales pueden ser tan buenas o incluso mejores que otros tipos de válvulas en determinadas aplicaciones.
Coste
En la mayoría de los casos, las válvulas de mariposa son más baratas que las válvulas de compuerta, sobre todo en tamaños grandes. Esto se debe a que son relativamente más fáciles de diseñar, tienen menos piezas y son más ligeras, lo que hace que su fabricación resulte más económica. La diferencia de coste es aún más significativa en tuberías de gran diámetro y, por lo tanto, se prefieren las válvulas de mariposa cuando sus características de rendimiento son adecuadas para la aplicación. Sin embargo, si los tamaños son extremadamente pequeños o la presión es muy alta, es posible que la diferencia de coste no sea muy significativa y la decisión se basará en otros factores, como la estanqueidad y el control del caudal.
Ventajas e inconvenientes de las válvulas de compuerta y las válvulas de mariposa
-
Ventajas de las válvulas de compuerta
Las válvulas de compuerta son muy adecuadas para aplicaciones que requieren un nivel mínimo de fugas gracias a su buena capacidad de estanqueidad. Son ideales para su uso en aplicaciones de alta presión y alta temperatura, características de los sistemas industriales y de tuberías. Cuando están completamente abiertas, proporcionan un paso directo, por lo que presentan una baja caída de presión. Están fabricadas para ofrecer una larga vida útil y, por lo tanto, son adecuadas para su uso en condiciones exigentes.
-
Desventajas de las válvulas de compuerta
Otra desventaja de las válvulas de compuerta es que su funcionamiento es lento, ya que necesitan varias vueltas para abrirse o cerrarse por completo. Además, son grandes y pesadas, lo que dificulta su instalación y mantenimiento. Asimismo, no son adecuadas para aplicaciones de regulación del caudal, ya que la apertura parcial de la válvula puede provocar turbulencias y vibraciones que podrían dañarla. Las superficies de sellado no son permanentes y pueden desgastarse con el tiempo, por lo que pueden necesitar ser sustituidas o sometidas a mantenimiento.
-
Ventajas de las válvulas de mariposa
Las válvulas de mariposa son de tamaño reducido y ligeras, por lo que resultan fáciles de instalar y manejar en comparación con las válvulas de compuerta. Su accionamiento es rápido, ya que se pueden abrir y cerrar con rapidez, lo cual es esencial en aplicaciones en las que es necesario regular el caudal. A diferencia de las válvulas de compuerta, ofrecen una buena capacidad de estrangulamiento, lo que las hace adecuadas para regular el caudal. Además, son más fáciles de fabricar y requieren menos material para su fabricación, lo que las hace más económicas para muchos sistemas.
-
Desventajas de las válvulas de mariposa
Sin embargo, es posible que las válvulas de mariposa no sean tan herméticas como las válvulas de compuerta, sobre todo cuando se utilizan en sistemas de alta presión. Esto se debe a que el disco situado en la trayectoria del flujo provoca una caída de presión mayor que la de las válvulas de compuerta. Tampoco son muy adecuadas para condiciones de alta presión y alta temperatura. Además, a determinados caudales, las válvulas de mariposa pueden presentar problemas de cavitación y vibración que pueden comprometer su eficiencia y durabilidad.
Cómo elegir entre una válvula de compuerta y una válvula de mariposa
| Factor | Válvula de compuerta | Válvula de mariposa |
| Aplicación | Aislamiento de encendido/apagado, con una caída de presión mínima necesaria | Entornos con limitaciones de ancho de banda y de espacio |
| Coste | Por lo general, más alto, sobre todo en las tallas más grandes | Por lo general, más bajos, sobre todo en las tallas más grandes |
| Requisitos de caudal | Caudal total y sin obstrucciones cuando está abierto | Se nota cierta obstrucción incluso cuando está completamente abierto |
| Limitaciones de espacio | Requiere más espacio para su instalación | Diseño compacto, ocupa menos espacio |
| Mantenimiento | Puede resultar más complejo debido a que consta de varias partes | En general, el mantenimiento es más sencillo debido a que hay menos piezas |
| La mejor opción | Para aplicaciones de aislamiento en las que es fundamental una pérdida de presión mínima | Para aplicaciones de regulación y ahorro de espacio |
Tendencias futuras en el uso de válvulas de compuerta y válvulas de mariposa
El futuro tanto de las válvulas de compuerta como de las válvulas de mariposa está estrechamente vinculado al uso de la automatización en la industria. Ambos tipos de válvulas se adaptan fácilmente al uso con actuadores neumáticos y eléctricos para el control remoto y son compatibles con sistemas de control complejos. Esto se debe a la creciente necesidad de una mayor productividad, seguridad y precisión en las operaciones industriales. Los actuadores neumáticos son relativamente más económicos y resultan ideales para la mayoría de las aplicaciones, mientras que los actuadores eléctricos son precisos y adecuados para zonas en las que no se dispone fácilmente de aire comprimido. En el futuro, estas válvulas accionadas se complementarán con tecnologías inteligentes y sensores para ofrecer un mantenimiento predictivo y un mejor control del caudal.
Vincer: Las mejores válvulas de accionamiento para tus necesidades
Si las industrias necesitan válvulas de accionamiento de calidad y duraderas para diversos usos, Vencer es un fabricante de confianza al que acudir. Vincer cuenta con una integración vertical completa que abarca I+D, diseño, pruebas, montaje y ventas, lo que garantiza el control de calidad a lo largo de todo el proceso de fabricación. Su equipo de ingenieros está altamente cualificado y tiene como objetivo crear nuevas soluciones que mejoren el rendimiento de los equipos y, al mismo tiempo, consuman menos energía. Vincer ofrece una amplia variedad de eléctrico y neumático válvulas de accionamiento, como las válvulas de compuerta, las válvulas de bola, las válvulas de mariposa y las válvulas de paso. Sus válvulas de compuerta eléctricas ofrecen un buen control de apertura y cierre con una baja caída de presión cuando están completamente abiertas, lo que las hace adecuadas para aplicaciones de aislamiento. Del mismo modo, sus válvulas de compuerta neumáticas ofrecen una solución rentable y fiable para las necesidades de aislamiento. Las válvulas de Vincer válvulas de mariposa eléctricas son ideales para la automatización y para mejorar la fiabilidad en el control del caudal, mientras que el válvulas de mariposa neumáticas son ideales para una apertura rápida y una larga vida útil en el control de caudal. Tanto si necesitas un aislamiento de alto rendimiento con válvulas de compuerta motorizadas como un control preciso con válvulas de mariposa motorizadas, Vincer es el socio perfecto para ti, ya que se compromete a proporcionarte la mejor válvula que se adapte a tus necesidades.
Para más información:
-
Correo electrónico: sales@vincervalve.com
-
Teléfono: +86 13724477011 / +86 13724477011
-
Dirección: No. 203, Edificio 1, No. 110, Calle Dayuan, Zhangcun, Dongcheng, Dongguan, Guangdong, China
Conclusión
En conclusión, es importante tomar la decisión correcta a la hora de elegir entre válvulas de compuerta y válvulas de mariposa para mejorar el rendimiento de los sistemas industriales de control de fluidos y evitar problemas. Es evidente que, con el desarrollo de la tecnología, los accionamientos eléctricos y neumáticos, tanto para válvulas de compuerta como para válvulas de mariposa, están ganando cada vez más popularidad. La adopción de estas soluciones automatizadas será crucial para las industrias que busquen obtener un mejor control, aumentar la seguridad y seguir siendo competitivas en el futuro de la gestión de fluidos.
