Prefacio
El agua, el elemento más importante en la existencia de todo ser vivo, es también la clave del funcionamiento de los complejos procesos de la economía contemporánea. El sistema de abastecimiento de agua es una red compleja y en su mayor parte oculta que conecta la fuente de agua con nuestros grifos y fábricas. Esta compleja infraestructura, que es una creación del ser humano, garantiza el suministro eficaz y seguro de este recurso vital. En esta red, las válvulas de agua actúan como los protectores necesarios. Son unas de las piezas más importantes pero más desapercibidas que se encargan de regular el caudal, la presión y la dirección del agua. Son cruciales para el buen funcionamiento del sistema de agua, la protección contra la contaminación, la regulación de la presión y el suministro de agua a los consumidores.
Este extenso artículo pretende arrojar luz sobre la diversa naturaleza de estos dispositivos indispensables, explorar los diferentes tipos de válvulas de agua, los criterios clave de selección que determinan su rendimiento y los procedimientos básicos de cuidado que son esenciales para la longevidad de estos dispositivos y el funcionamiento continuo del sistema de suministro de agua. En este artículo, trataremos de comprender el papel de estos centinelas mecánicos en nuestras vidas y en el mundo industrial.
¿Qué son las válvulas de distribución de agua y por qué son importantes?
Una válvula de agua es, en esencia, una herramienta mecánica que se instala en un sistema de suministro de agua para regular el caudal de agua. Se pueden considerar como las señales de tráfico y los guardianes del sistema de agua. Su finalidad principal es controlar el caudal, ya sea para aumentarlo o disminuirlo según las necesidades o para canalizarlo a través de las tuberías de suministro de agua hacia una zona determinada. Además de abrir y cerrar, las válvulas desempeñan varias funciones importantes. Pueden controlar los caudales con precisión, regular la presión en las zonas necesarias del sistema, impedir el reflujo de agua contaminada e incluso ayudar en la descarga de aire atrapado o la eliminación de sedimentos.
Nunca se insistirá lo suficiente en la importancia de estas válvulas. En primer lugar, son cruciales para garantizar la disponibilidad del suministro de agua. En caso de que haya que reparar o averiar una parte del sistema, las válvulas permiten aislar la zona afectada sin afectar al resto de la red o del suministro. Esta capacidad reduce las molestias y garantiza la prestación de los servicios básicos. En segundo lugar, las válvulas se utilizan en la gestión de los recursos hídricos para garantizar su uso eficiente. Estos dispositivos ayudan a controlar el caudal y la presión del agua, reduciendo así el despilfarro por fugas o mala distribución del escaso recurso.
Además, las válvulas de agua son muy útiles para garantizar la seguridad del sistema. Pueden detener el reflujo, protegiendo así el agua potable de la contaminación, o pueden proteger el sistema del agua a alta presión. Desde una perspectiva operativa, las válvulas de control pueden ayudar a minimizar la energía utilizada por las estaciones de bombeo, suministrando agua a la presión y caudal necesarios, sin necesidad de potencia de bombeo adicional. La durabilidad de todo el sistema de fontanería también está directamente relacionada con estas válvulas. Una selección adecuada y un mantenimiento constante también contribuyen en gran medida a aumentar la vida útil de las tuberías y otros equipos al reducir la tensión y el desgaste.
Tipos de válvulas en los sistemas de distribución de agua
Las válvulas son un componente esencial de un sistema de distribución de agua y están diseñadas para realizar diversas funciones con distintos niveles de eficacia y adecuación. Es importante que los diseñadores, operadores y personal de mantenimiento del sistema comprendan las diferencias entre cada válvula.
Válvulas de compuerta
Se trata principalmente de válvulas de apertura y cierre que funcionan mediante el movimiento lineal de una compuerta o una cuña a través del flujo. Cuando está completamente abierta, la compuerta está fuera de la corriente y no obstruye el flujo en absoluto, por lo que crea una caída de presión muy baja, lo que es deseable en tuberías largas. Las válvulas de compuerta no están diseñadas para estrangular o controlar el caudal; si se utilizan de este modo, la compuerta y los asientos sufrirán un mayor desgaste y vibraciones. Son las más adecuadas para aplicaciones que requieren un cierre poco frecuente, como el aislamiento de secciones de la red para su mantenimiento o reparación. Hay muchos tipos básicos de diseños de válvulas: las de vástago ascendente y las de vástago no ascendente, etc., y cada uno de ellos tiene sus ventajas en cuanto a la visibilidad de la posición de la válvula y el espacio disponible para su instalación. Son relativamente sencillas y baratas, por lo que se utilizan mucho para el aislamiento de tuberías principales.
Válvulas de mariposa
Estas válvulas tienen un disco que gira sobre un eje central dentro del cuerpo de la válvula. En posición cerrada, el disco está perpendicular al flujo, obstruyéndolo, y en posición abierta, el disco gira 90 grados para no interferir con el flujo. Las válvulas de mariposa tienen un tamaño relativamente pequeño, pesan poco y no son muy caras, sobre todo en tamaños grandes. Tienen buenas características de control de caudal y pueden utilizarse para servicios de apertura y cierre, así como de estrangulación. Aunque son muy eficaces, su estanqueidad puede no ser tan buena como la de otros tipos de válvulas de agua, especialmente a altas presiones, y el disco siempre está en el paso del caudal, por lo que siempre hay alguna pérdida de carga, incluso cuando están totalmente abiertas. Se utilizan mucho en las industrias de tratamiento de aguas para controlar el caudal a través de diferentes procesos y en los sistemas de suministro de agua para el control general del caudal y el aislamiento.
Válvulas de bola
Las válvulas de bola utilizan una bola esférica con un orificio en su centro, y cuando la bola gira 90 grados, el paso del caudal se cierra herméticamente. Cuando el orificio está paralelo a la tubería, la válvula está totalmente abierta y no restringe el paso del fluido. Las válvulas de bola son válvulas rotativas que funcionan con un cuarto de vuelta y son ideales para aplicaciones de apertura y cierre debido a su cierre hermético. Aunque pueden utilizarse para estrangular, si se utilizan durante mucho tiempo en posición parcialmente abierta, los asientos de la válvula se desgastan. Debido a su pequeño tamaño, estructura no compleja y bajo mantenimiento, se utilizan ampliamente en tuberías de pequeño diámetro, conexiones de servicio y otras aplicaciones industriales en fontanería residencial.
Válvulas de retención
También denominadas válvulas antirretorno, estos importantes dispositivos están destinados a cerrarse automáticamente para impedir el reflujo de agua caliente o fría. Funcionan sin ningún control activo y se activan únicamente por la presión del agua del fluido. Cuando la presión en el lado de entrada es superior a la del lado de salida, la válvula se abre y el caudal circula en el sentido previsto y no en el contrario. Si la presión aumenta o disminuye hasta un determinado nivel, la válvula se cierra para evitar el reflujo. Existen varios tipos de válvulas antirretorno, como las antirretorno oscilantes, las antirretorno de elevación y las antirretorno de bola, que están diseñadas y son adecuadas para diferentes aplicaciones. Se utilizan principalmente para evitar la contaminación de las fuentes de agua, proteger las bombas y otros equipos de la contrapresión y mantener el flujo de agua en una dirección. Suelen instalarse después de las bombas, a la salida de los depósitos de almacenamiento y en cualquier otro lugar donde pueda producirse reflujo.
Válvulas de globo
Estas válvulas controlan el caudal de agua mediante un disco o tapón que se mueve perpendicularmente a la corriente de caudal dentro o fuera de un anillo de asiento. Este diseño hace que las válvulas de globo sean adecuadas para aplicaciones en las que es fundamental un control preciso, ya que ofrecen una buena capacidad de estrangulación. Sin embargo, debido al complejo recorrido del caudal a través de la válvula de globo, la caída de presión es mayor que la de las válvulas de compuerta o de bola. Suelen emplearse en aplicaciones en las que la válvula se abre y cierra con frecuencia y en las que es necesario controlar el caudal de fluidos a determinadas secciones del sistema o reducir la presión gradualmente. Aunque proporcionan un mejor control, tienen un diseño más complicado y una mayor caída de presión, por lo que no son ideales para el simple aislamiento on/off en tuberías principales.
Válvulas reductoras de presión (PRV)
Son válvulas automáticas especializadas que se utilizan para regular la presión en los sistemas de distribución de agua. Su función principal es reducir una presión de entrada elevada a una presión de salida deseada más baja y mantener este nivel de presión relativamente estable independientemente de los cambios en la presión aguas arriba o en el caudal aguas abajo. Las válvulas reductoras de presión son especialmente importantes en zonas con pendientes pronunciadas, en el suministro de agua a estructuras altas y para proteger otras tuberías e instalaciones de presiones elevadas aguas abajo. Son de tipo diafragma o pistón y controlan la apertura de la válvula en función de la presión aguas abajo. Las PRV también ayudan a evitar fugas, controlar los golpes de ariete y aumentar la durabilidad del sistema de distribución regulando la presión del agua.
Válvulas de purga de aire
El aire en las tuberías de agua puede causar muchos problemas, como restricciones de caudal, bombeo deficiente y golpes de ariete, que son perjudiciales para el sistema. Son válvulas que se utilizan para liberar automáticamente el aire atrapado en el sistema. Suelen instalarse en la parte superior de la tubería, donde queda atrapado el aire, y permiten liberar el aire al tiempo que impiden que salga el agua. Existen diferentes tipos de válvulas para este fin; hay válvulas de orificio pequeño para la liberación constante de pequeños volúmenes de aire y válvulas de orificio grande para liberar grandes volúmenes de aire que pueden acumularse durante el proceso de llenado o cualquier otra condición transitoria. Estas válvulas ayudan a mejorar el rendimiento hidráulico y a evitar problemas de funcionamiento mediante la eliminación del aire del sistema.
Válvulas de drenaje de sedimentos
Con el tiempo, los sedimentos, la arena y otras partículas pueden depositarse en el fondo de las tuberías de suministro de agua. Esta acumulación puede disminuir el diámetro de las tuberías, lo que a su vez afecta al caudal y también puede afectar a la calidad del agua. Las válvulas de drenaje de sedimentos suelen colocarse en la parte inferior del sistema de tuberías, donde es probable que se produzca la sedimentación de las partículas más pesadas, y permiten la limpieza periódica de este material. Normalmente se accionan a mano y se abren para dejar salir el agua que contiene sedimentos. La apertura periódica de las válvulas de drenaje de sedimentos es crucial para el buen funcionamiento del sistema de abastecimiento de agua y el suministro de agua limpia a los consumidores.
¿Cómo elegir las válvulas de distribución de agua adecuadas para sus sistemas?
La elección de la válvula para una aplicación concreta en un sistema de agua depende de varios factores, como se explica a continuación. Para facilitar la comprensión y ofrecer una información más detallada, dividamos los principales puntos en los que centrarnos:
Fluido Características: El fluido específico dicta la selección de la válvula. Aunque el agua tratada se utiliza para beber, las diferentes concentraciones de cloro afectan a la selección de materiales. El agua bruta con sólidos requiere diseños que no sean fácilmente propensos a atascarse. Las aguas residuales requieren materiales resistentes a la corrosión. El tratamiento de productos químicos requiere compatibilidad química. Por lo tanto, es crucial determinar el tipo exacto de fluido que se va a utilizar para elegir el tipo adecuado de válvula de agua.
Requisitos de flujo: La cantidad de agua que debe fluir a través de la válvula es otro factor importante que debe determinarse para garantizar la elección del tamaño y la línea de agua adecuados. La demanda de agua del sistema puede variar y la válvula seleccionada debe poder funcionar con toda la gama de caudales sin comprometer la caída de presión ni la cavitación.
Presión nominal: Esto incluye las condiciones de trabajo del sistema y la capacidad de la válvula para soportar estas presiones. La válvula debe ser capaz de soportar al menos la presión máxima que se espera que se ejerza sobre ella durante el funcionamiento y es aconsejable tener en cuenta las sobrepresiones, como el golpe de ariete, eligiendo una válvula que tenga un margen de seguridad. Además, algunas de las válvulas, especialmente las de alivio de presión, pueden requerir una cierta presión mínima para funcionar eficazmente.
Necesidades funcionales: La función específica que la válvula debe desempeñar en el sistema ayudará a elegir los distintos tipos de válvulas de agua. Puede tratarse de un encendido/apagado básico para el aislamiento, para el que suelen ser adecuadas las válvulas de compuerta, bola o mariposa. Para fines de estrangulación, suelen emplearse válvulas de globo o algunos tipos específicos de válvulas de mariposa o de bola. Las válvulas antirretorno se utilizan para evitar el reflujo, mientras que para reducir la presión se necesitan válvulas limitadoras de presión. Por último, pero no por ello menos importante, hay otras válvulas, como las válvulas de purga de aire y las válvulas de drenaje de sedimentos, que se utilizan para determinados requisitos operativos relacionados con la calidad del fluido y el rendimiento del sistema.
Espacio de instalación: La naturaleza del espacio de instalación también puede determinar el tipo de válvula a utilizar. Un espacio limitado puede hacer necesario seleccionar un diseño más pequeño, lo que puede obligar a elegir un tipo de válvula más pequeño, como la válvula de mariposa o de bola, en lugar de la válvula de compuerta o de globo. Además, la línea de suministro existente determinará el tipo de conexión aplicable a la válvula, ya sea bridada, roscada, soldada o ranurada, por lo que la compatibilidad es crucial en este caso.
Material de la válvula: Es importante tener en cuenta el material de construcción del cuerpo de la válvula y de los componentes internos para determinar la compatibilidad con el fluido y las condiciones de funcionamiento.
| Material | Características principales | Adecuado para (aplicaciones) |
| Hierro dúctil | Bajo coste, buena resistencia, resistencia al impacto | Suministro general de agua, aguas residuales, baja-media presión, aplicaciones sensibles a los costes |
| Acero al carbono | Alta resistencia, alta presión/temperatura | Fluidos a alta presión/temperatura, vapor, petróleo y gas (requiere protección contra la corrosión) |
| Acero inoxidable | Excelente resistencia a la corrosión, higiénico | Agua potable, alimentos y bebidas, productos farmacéuticos, productos químicos, agua de mar, grandes necesidades de higiene |
| Plásticos | Ligero, resistente a la corrosión, de bajo coste | Fluidos a baja presión/temperatura, productos químicos, tratamiento de aguas, riego |
| Acero aleado | Resistencia superior a la corrosión/al calor, alta resistencia | Condiciones extremas (alta temperatura/presión, fuerte corrosión), industrias químicas/energéticas específicas |
| Bronce/latón | Buena resistencia a la corrosión, fácil de mecanizar | Fontanería residencial, sistemas de agua caliente, agua a baja presión, válvulas de instrumentos |
| Hierro fundido | Bajo coste, buena resistencia al desgaste, frágil | Suministro/desagüe de agua a baja presión, válvulas grandes |
| Cerámica | Gran resistencia al desgaste, la corrosión y el calor | Medios especiales, entornos de alta abrasión/corrosión, gases de combustión a alta temperatura |
Coste: Se trata del coste total del producto, que incluye el precio del producto, los costes de instalación y los costes de mantenimiento del producto a largo plazo. Las válvulas están disponibles en diferentes tipos y materiales, y el coste de la inversión inicial depende del tipo de válvula y del diseño de la válvula que se va a instalar. Los costes de mantenimiento a largo plazo dependen de la frecuencia y el nivel de complejidad del mantenimiento necesario.
Método de operación: La forma de abrir y cerrar la válvula depende de la aplicación y del grado de automatización necesario. El accionamiento por palanca o volante sólo es apropiado para un uso ocasional. Sin embargo, los actuadores eléctricos ofrecen las ventajas del control remoto y la automatización, un posicionamiento preciso y un bajo consumo de energía, lo que los hace adecuados para su uso en sistemas de control automatizados. Los actuadores neumáticos son los que funcionan con aire comprimido y tienen mayor capacidad de respuesta que los hidráulicos y se utilizan cuando se necesita una respuesta rápida o cuando el entorno es peligroso. Vincer ofrece una serie de válvulas eléctricas y neumáticas de bola, mariposa, compuerta, globo y de otros tipos, que pueden satisfacer los requisitos económicos y eficientes de diferentes industrias.
¿Por qué elegir Vincer para sus necesidades de válvulas de distribución de agua?
En el caso de la distribución de sistemas de agua, que es una infraestructura crítica, es importante elegir un fabricante de válvulas que sea fiable. Vincer se distingue como proveedor fiable de eléctrico y válvulas de accionamiento neumáticoasí como bola, mariposa, puertay válvulas de globoválvulas manuales industriales y válvulas de control. Esto se ve respaldado por nuestra certificación ISO 9001:2015, que cubre la gestión de calidad desde la compra hasta la entrega. Además, la certificación CE demuestra que nuestros productos cumplen las normas de seguridad europeas, y la certificación FDA demuestra que nuestros productos cumplen altos estándares de seguridad y calidad especialmente para industrias que requieren altos estándares de higiene. La certificación RoHS de Vincer también demuestra nuestro compromiso con la protección del medio ambiente, ya que garantiza que nuestros productos no contienen sustancias peligrosas. Al elegir a Vincer, usted consigue un socio que le ofrecerá válvulas certificadas y de calidad y que le garantizará la asistencia técnica que necesita en el sector de la distribución de agua.
Cómo mantener correctamente y prolongar la vida útil de las válvulas de distribución de agua
Inspección periódica
También es importante establecer un calendario de inspecciones para poder detectar a tiempo los problemas antes de que se conviertan en graves. En estas inspecciones, compruebe visualmente el cuerpo de la válvula, el actuador si lo hay, y todas las juntas en busca de signos de fugas, óxido o cualquier daño físico como grietas o abolladuras. Cualquier ruido o vibración inusual que se perciba u oiga durante el funcionamiento de la válvula debe considerarse un signo de desgaste interno o mal funcionamiento. También es necesario buscar cualquier signo de fuga de agua, que puede ser señal de una fuga lenta. Registrar los resultados de cada inspección, como la fecha, las observaciones y las medidas tomadas, ayudará a hacer un seguimiento del estado de las válvulas a lo largo del tiempo y creará un registro del historial de mantenimiento, permitiendo así una intervención temprana antes de que se produzcan averías importantes.
Lubricación
La mayoría de las válvulas de agua tienen componentes internos que incluyen vástagos, engranajes y cojinetes que deben lubricarse para reducir la fricción y el desgaste. El desgaste entre las piezas móviles da lugar a un par de funcionamiento elevado, a que la válvula se atasque o a que sea difícil abrirla o cerrarla y, finalmente, a que falle. El tipo de lubricante a utilizar debe estar determinado por la recomendación del fabricante y debe aplicarse en los intervalos recomendados para mejorar la eficacia de la válvula. Es importante tener en cuenta que el tipo de válvula y el entorno en el que se utilizará pueden requerir diferentes tipos de lubricantes y, por lo tanto, se deben buscar las recomendaciones del fabricante. La lubricación también previene el desgaste y el agarrotamiento de las piezas móviles, aumentando así la vida útil de la válvula.
Limpieza y prevención de la corrosión
La superficie exterior de las válvulas de agua está expuesta a diversos elementos y, por tanto, puede acumular polvo, suciedad y otros materiales que pueden provocar corrosión y también dificultar la evaluación visual. Es importante limpiar el cuerpo de la válvula y sus piezas con regularidad para garantizar que la válvula no se vea comprometida y detectar fácilmente cualquier signo de fuga u oxidación. En zonas en las que las válvulas estén expuestas a la humedad o a sustancias corrosivas, es aconsejable pintarlas o recubrirlas según aconseje el fabricante para evitar la oxidación del material. Es importante controlar la corrosión en su fase inicial porque afecta a la estructura de la válvula y puede requerir su sustitución.
Uso y funcionamiento correctos
El correcto funcionamiento de las válvulas de agua según su diseño y la finalidad a la que están destinadas es crucial para evitar daños y aumentar su durabilidad. No utilice la fuerza al accionar válvulas manuales, ya que podría dañar las piezas internas de la válvula. En el caso de las válvulas accionadas, compruebe que las señales de control están dentro del rango y que la alimentación eléctrica es buena. Algunos de los problemas que pueden surgir debido a un funcionamiento incorrecto son los golpes de ariete, que pueden causar daños a la válvula y a la tubería que la rodea, por ejemplo, cuando se intenta estrangular con una válvula de compuerta o cuando se cierra rápidamente una válvula grande. Es crucial formar al personal sobre el uso correcto de cada tipo de válvula de agua del sistema para evitar acortar su vida útil o provocar un accidente.
Mantenimiento periódico y sustitución de piezas de desgaste
A pesar de la inspección y el uso adecuados, algunas piezas de las válvulas de agua, como los retenes, las juntas y las empaquetaduras, están destinadas a degradarse con el tiempo debido a los efectos del agua y la presión mecánica. Es importante respetar el programa de mantenimiento facilitado por el fabricante de la válvula para determinar cuándo deben revisarse y, en su caso, sustituirse estas piezas. Es importante sustituir inmediatamente las piezas desgastadas o dañadas de la válvula para garantizar que la capacidad de sellado de la válvula no se vea comprometida por fugas. Si no se sustituyen las piezas desgastadas, se reducirá la eficacia, aumentarán las fugas y, en última instancia, la válvula fallará. Por lo tanto, se recomienda que el sistema de distribución de agua mantenga un stock de las piezas de desgaste de uso más frecuente y disponga de un programa de mantenimiento para reducir el tiempo de avería del sistema.
Conclusión
Las válvulas de distribución de agua son piezas fundamentales del sistema que suministra este bien esencial a nuestros hogares e industrias. Esto se debe a que son responsables de controlar, regular y aislar el flujo de agua en estos sistemas, que son críticos en términos de fiabilidad, eficiencia y seguridad. Por lo tanto, es importante comprender los distintos tipos de válvulas disponibles, los factores que son importantes en la selección de las válvulas y las prácticas de mantenimiento adecuadas que deben seguirse en la gestión de las redes de distribución de agua.
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