¿Qué es una válvula de compuerta y cómo elegir la correcta?

El mundo de las válvulas abarca una amplia gama de dispositivos diseñados para controlar o regular el flujo de gases, líquidos y fluidos en diversos sistemas industriales. Son esenciales en sectores como la petroquímica, la energía, la fabricación y la gestión del agua. 

Hay diferentes tipos de válvulas, cada una con su función específica, como las válvulas de compuerta, globo, mariposa y de bola. Estas contribuyen al control preciso del flujo, la presión y la dirección del fluido. 

La evolución constante de la tecnología ha llevado al desarrollo de dispositivos inteligentes y automatizadas, optimizando la eficiencia y la seguridad en diversos procesos industriales. Un buen ejemplo es la evolución que han tenido los detectores de gas. Pero en este artículo me centraré en la válvula de compuerta, clave para permitir el paso del fluido sin obstrucciones, y cómo elegir la correcta.

🔰¿Qué es una válvula de compuerta?

Una válvula de compuerta es un dispositivo utilizado para controlar el flujo de líquidos o gases en sistemas de tuberías. Caracterizada por una compuerta que se levanta o baja dentro de un conducto, la válvula permite o bloquea el paso del fluido según su posición. 

Cuando está abierta, la compuerta se retira completamente, permitiendo un flujo sin restricciones, mientras que en posición cerrada, sella herméticamente, evitando el paso del fluido. 

Son comúnmente utilizadas en aplicaciones donde se requiere un cierre estanco, como en sistemas de agua, petróleo, gas y procesos industriales.

⚜️Partes de una válvula de compuerta

Una válvula de compuerta consta de varias partes que trabajan en conjunto para controlar el flujo de líquidos o gases.

⚜️Partes de una válvula de compuerta⚜️

🔰Cuerpo de la Válvula
🔸La estructura principal alberga todas las partes internas y proporciona la conexión a la tubería.

🔰Compuerta
🔸La parte móvil que controla el flujo del fluido. Puede levantarse o bajarse para permitir o bloquear el paso del fluido.

🔰Vástago
🔸Conecta la compuerta al actuador y facilita su movimiento hacia arriba o hacia abajo.

🔰Actuador
🔸Mecanismo que controla el movimiento de la compuerta. Puede ser manual (ruedas, volantes) o automático (motorizado, neumático).

🔰Asiento de la Válvula
🔸Superficie de sellado en la cual la compuerta descansa cuando está cerrada, garantizando un cierre estanco.

🔰Cara de la Compuerta
🔸Superficie de la compuerta que entra en contacto con el fluido cuando la válvula está abierta.

🔰Embalaje de la Válvula
🔸Material alrededor del vástago que proporciona un sello adicional para prevenir fugas.
🔰Cuña o yugo🔸Estructura que sostiene y guía la compuerta durante su movimiento.
🔰Rueda de maniobra o volante🔸En válvulas manuales, es la parte que gira para levantar o bajar la compuerta.
🔰Ranura de embalaje🔸Donde se instala el embalaje de la válvula para sellar alrededor del vástago.

🔰¿Cómo funciona una válvula de compuerta?

Como ya hemos visto en otros artículos, el funcionamiento de la válvula de compuerta no difiere demasiado de otros tipos de válvulas, de hecho puedes ver la similitud con las válvulas de control.

Así funciona:

  • Se abre la válvula girando el volante (requiere más de un giro de 360° para abrirse o cerrarse completamente).
  • De inmediato se mueve la compuerta arriba o abajo en el vástago por medio de las roscas.
  • Con la compuerta levantada, permite un flujo sin obstáculos.
  • Cuando la compuerta se baja, se cierra y bloquea el flujo.

🔰¿Cuándo se usa una válvula de compuerta?

Hay que entender que, debido a su mecanismo, una válvula de compuerta sólo debe utilizarse para el control de encendido/apagado, ya que usarla para regular el flujo en la apertura parcial provoca el desgaste de la compuerta y del asiento, acortando su vida útil.

Válvula visiblemente afectada por la corrosión

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Una válvula de compuerta se utiliza en situaciones donde se requiere un control preciso del flujo de líquidos o gases, en diversos casos, como por ejemplo:

🚰En sistemas de suministro de agua y alcantarillado para controlar el flujo de agua potable o tratada.
🛢En la industria del petróleo y el gas para regular el flujo de hidrocarburos y otros fluidos en oleoductos y gasoductos.
🏭En plantas industriales para controlar el flujo en procesos químicos, alimentarios y farmacéuticos.
⛲️En sistemas de tratamiento de aguas residuales para controlar el flujo de desechos líquidos.
🏭En plantas de generación de energía para controlar el flujo de agua en sistemas de refrigeración.
🚿En sistemas de riego agrícola para controlar el flujo de agua hacia los campos.
🫛En sistemas que manejan vapor en procesos industriales y generación de energía.
⛔️En compuertas de control de inundaciones para regular el flujo de agua en ríos y embalses.
⚗️En sistemas HVAC para controlar el flujo de agua o líquidos refrigerantes.
🔥En sistemas contra incendios para controlar el flujo de agua en situaciones de emergencia.

🔰Tipos de válvula de compuerta

Existen varios tipos de válvulas de compuerta, cada una adaptada a necesidades específicas.

⚜️Válvula de guillotina

Ideal para fluidos espesos y sólidos secos. Equipada con una cuchilla que corta a través del flujo, adecuada para aplicaciones con lodos, pulpas y fluidos viscosos.

⚜️Válvula de compuerta de cuña

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La válvula tiene una compuerta en forma de cuña que se asienta sobre dos asientos inclinados, pero al mismo tiempo existen diferentes tipos dependiendo de la versatilidad de la cuña:

  • Cuña Elástica: Diseñada con una cuña que se flexiona para adaptarse a los cambios en las condiciones de presión, lo que la hace adecuada para sistemas con fluctuaciones de presión.
  • Cuña Sólida: Utilizada en aplicaciones de alta presión y temperaturas elevadas, como en la industria del petróleo y el gas.
  • Cuña Dividida: La cuña que se divide en dos partes independientes, facilitando la reparación o el reemplazo sin tener que quitar la válvula completa de la línea.

⚜️Válvula de compuerta de corredera paralela

Tiene una compuerta plana que consta de dos piezas, además tienen un muelle en el centro y asientos paralelos a ella. 

Utilizan la presión de la línea y el posicionamiento para realizar un cierre hermético. Su diseño le da una ventaja de seguridad en aplicaciones de alta temperatura.

⚜️Válvulas de compuerta de losa

Las compuertas tienen una sola unidad que incluye un orificio, en línea con los anillos de dos asientos en estado abierto, lo que minimiza las vibraciones y turbulencias y reduce la posibilidad de pérdida de presión en el sistema. 

Ideal para transporte de petróleo crudo y líquidos de gas natural (LGN).

Sus características distintivas incluyen dos discos o compuertas que se abren y cierran simultáneamente, permitiendo un paso completo del flujo cuando está completamente abierta. 

Esta disposición evita la acumulación de sedimentos y residuos en el área de sellado, lo que es particularmente beneficioso en aplicaciones con fluidos que contienen partículas sólidas. 

🔰Válvulas criogénicas

Las válvulas criogénicas son un tipo especializado de válvulas diseñadas para operar en entornos de temperatura extremadamente baja, están construidas con materiales especialmente seleccionados para resistir las condiciones adversas sin volverse frágiles o comprometer su integridad estructural.

Válvula criogénica en pleno funcionamiento

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En Energuias puedes encontrar una variedad amplia de válvulas criogénicas de diferentes tipos: válvulas de bola, válvulas criogénicas, válvulas de compuerta, válvulas de globo y válvulas de seguridad.

⚜️Válvula criogénica de compuerta

Valvula-criogenica-de-compuerta

Es un tipo de válvula diseñada específicamente para operar en entornos de temperatura extremadamente baja, conocidos como temperaturas criogénicas. 

Estos entornos incluyen condiciones en las que los fluidos, como gases o líquidos, se encuentran a temperaturas muy por debajo de cero, típicamente por debajo de -150 grados Celsius (-238 grados Fahrenheit).

Las válvulas criogénicas de compuerta se utilizan comúnmente en aplicaciones industriales y científicas que involucran la manipulación y el transporte de gases criogénicos, como el oxígeno, el nitrógeno, el argón y el hidrógeno, así como en la industria del gas natural licuado (GNL). 

Su diseño específico garantiza un cierre hermético y un funcionamiento fiable incluso en entornos extremadamente fríos.

🔰Componentes que hacen de la válvula de compuerta a prueba de fugas

La válvula de compuerta tiene elementos que ayudan en su gestión de proteger las piezas internas y mantener un sello a prueba de fugas.









⚙️Bonnets
✅Se refiere a la cubierta superior de la válvula que alberga el vástago y otras partes internas. Hay diferentes tipos de bonnets según el diseño de la válvula.
🔩Bonnets Atornillados: Está atornillado al cuerpo de la válvula. Para acceder a las partes internas de la válvula, como el vástago y el disco, es necesario desenroscar el bonnet.
🔩Bonnets Soldados: Está soldado al cuerpo de la válvula. Este tipo de bonnet proporciona un sellado más robusto y se utiliza en aplicaciones donde se necesita una mayor integridad estructural y estanqueidad.


⚙️Capós atornillados
✅Facilita el acceso a las partes internas de la válvula para tareas de mantenimiento, reparación o inspección. Al desenroscar los tornillos, se puede retirar el bonnet, proporcionando acceso al vástago, al disco y a otras partes internas.

⚙️Capós de la Unión
✅Se sujetan con una tuerca de unión que está en el borde inferior del bonete y se enrosca en el cuerpo de la válvula.

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🔰¿Cómo elegir la válvula de compuerta correcta?

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La elección de la válvula de compuerta correcta dependerá de varios factores, y es importante considerar cuidadosamente estos aspectos para asegurar un rendimiento óptimo en tu aplicación específica.

⚜️Tipo de fluido

Es esencial seleccionar materiales de válvula que sean compatibles con el fluido para evitar la corrosión o reacciones químicas que podrían comprometer la integridad de la válvula y su rendimiento a largo plazo.

También hay que considerar que la viscosidad y las propiedades del elemento a regular afectan la forma en que fluye a través de la válvula.

⚜️Presión de operación

Elegir una válvula con una clasificación de presión adecuada garantiza que el dispositivo pueda resistir las fuerzas y presiones a las que estará expuesta durante su funcionamiento normal.

La presión excesiva puede provocar fugas en las juntas y conexiones, además es esencial seleccionar materiales resistentes que no se degraden ni cedan bajo la presión constante.

⚜️Temperatura de operación

Es crucial seleccionar un dispositivo con materiales que mantengan su resistencia estructural y características de sellado incluso en las condiciones de temperatura específicas de la aplicación.

Temperaturas extremas pueden causar deformaciones en los materiales de la válvula, afectando su integridad estructural y la capacidad para cerrar herméticamente. Una elección que pueda operar de manera segura dentro del rango de temperatura previsto contribuye a la seguridad general del sistema y evita posibles riesgos.

⚜️Material de construcción

Los materiales de construcción deben ser resistentes a la corrosión y compatibles con el fluido. Los materiales comunes incluyen acero inoxidable, bronce, hierro fundido, entre otros.

⚜️Tamaño de la válvula

El tamaño de la válvula está directamente relacionado con su capacidad de manejar el flujo de fluido en el sistema, además, el tamaño afecta la velocidad del flujo de fluido.

Elegir el tamaño correcto contribuye a la durabilidad y vida útil. Evita la fatiga innecesaria y el desgaste prematuro asociado con operar fuera de las capacidades nominales.

⚜️Entorno de aplicación

En ambientes corrosivos, como aquellos con la presencia de productos químicos agresivos, es vital seleccionar materiales resistentes a la corrosión.

La temperatura ambiente también es un factor importante. Las válvulas deben ser capaces de funcionar eficientemente dentro de los rangos de temperatura específicos del entorno.

⚜️Mantenimiento y acceso

Evalúa la facilidad de mantenimiento y acceso a las partes internas. Algunas válvulas tienen bonnets atornillados o características que facilitan el mantenimiento.

⚜️Tipo de Bonnet

Decide entre bonnets atornillados, soldados u otros diseños según las necesidades de mantenimiento y la aplicación. 

⚜️Tipo de vástago

Algunas válvulas tienen vástagos ascendentes o no ascendentes. Elige según tus preferencias y requisitos específicos.

Preguntas frecuentes sobre válvula de compuerta

¿En qué situación no es conveniente usar una válvula de compuerta?

Las válvulas de compuerta son ideales para operaciones de apertura y cierre, pero su diseño no es eficiente para ajustar el flujo de manera gradual. En aplicaciones donde se necesita una regulación precisa del caudal o una respuesta rápida a cambios en las condiciones del sistema, como en sistemas de control de procesos, las válvulas de compuerta pueden resultar limitadas. En estos casos, se prefieren dispositivos más especializados, como las de globo o mariposa, que ofrecen un control más preciso del flujo.

¿Cómo limpiar y mantener la válvula de compuerta?

Se debe cerrar la válvula, desconectarla del sistema y eliminar cualquier acumulación de suciedad o residuos. Utilizar solventes suaves o limpiadores específicos para no dañar los materiales. Inspeccionar las partes móviles y las juntas para asegurar su integridad. La lubricación periódica de las partes móviles ayuda a mantener el funcionamiento suave. También, se debe verificar regularmente las condiciones del entorno para abordar posibles corrosiones. Mantener un programa de inspección y limpieza regular prolonga la vida útil del dispositivo y garantiza su eficiencia.

¿Qué es una válvula de compuerta de bypass?

Una válvula de compuerta de bypass es un componente diseñado para desviar el flujo de fluido alrededor de una sección del sistema sin cerrar completamente la tubería principal. Este bypass se implementa mediante la instalación de un dispositivo de compuerta adicional en una derivación, permitiendo que parte del fluido fluya directamente sin pasar por la válvula principal. Esta configuración ofrece la posibilidad de regular o desviar el flujo según sea necesario, lo que puede ser útil en situaciones donde se requiere un control más flexible y la capacidad de derivar parte del flujo sin afectar completamente el sistema principal.

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