¿Qué es una válvula de globo y cuáles son sus aplicaciones?

Existe una amplia gama de válvulas, cada una diseñada para cumplir funciones específicas. Válvulas de bola, de compuerta, de globo, de mariposa y de retención son solo algunos ejemplos, cada una con su aplicación única.

En el ámbito industrial, existen una gran variedad de elementos de seguridad, como reguladores de gases y detectores de gas, y sin duda las válvulas son esenciales. En este artículo conocerás un tipo de válvula muy importante para situaciones en las que se necesita ajustar el flujo con precisión, contrario a lo que ya vimos con la válvula de compuerta.

🔰¿Qué es una válvula de globo?

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Una válvula de globo es un tipo de dispositivo que se utiliza para regular el flujo de un fluido en una tubería. 

Su diseño distintivo incluye un cuerpo en forma de globo, de ahí su nombre, con un disco o tapón que se mueve hacia arriba y hacia abajo dentro del cuerpo de la válvula, controlando así el flujo del fluido.

El disco o tapón se encuentra en el centro del cuerpo y se mueve perpendicular al flujo del fluido para abrir o cerrar la válvula.

Las válvulas de globo típicamente tienen al menos dos conexiones, una en la parte inferior y otra en la parte superior del cuerpo, lo que facilita la instalación y el mantenimiento.

🔰Partes de una válvula de globo

Una válvula de globo consta de varias partes esenciales que trabajan juntas para controlar el flujo del fluido. Aquí se describen las partes comunes de una válvula de globo:

🦾Principales partes de una válvula de globo🦾

➡️Cuerpo
✅Es la carcasa principal de la válvula que alberga las demás partes. Puede tener una forma característica de globo.

➡️Bonete
✅La tapa o bonete se conecta al cuerpo y sella la válvula. Contiene el vástago y el disco y se puede quitar para acceder al interior de la válvula.

➡️Disco o Tapón
✅Es la parte móvil que controla el flujo del fluido. Puede tener una forma cónica o esférica y se asienta en el asiento de la válvula para cerrarla herméticamente.

➡️Asiento de la Válvula
✅Es la superficie sobre la cual el disco se asienta para cerrar la válvula y evitar fugas.

➡️Vástago
✅El vástago conecta el disco al actuador de la válvula. La rotación del vástago por el actuador controla la posición del disco.

➡️Actuador
✅Es el mecanismo que controla el movimiento del vástago. Puede ser manual, eléctrico, neumático o hidráulico, dependiendo de la aplicación.

➡️Tuerca de Ajuste
✅En algunas válvulas de globo, la tuerca de ajuste permite regular la posición del disco para controlar el flujo con mayor precisión.

➡️Empaque o Junta
✅Se utiliza para sellar las conexiones y prevenir fugas. Puede estar ubicado entre el cuerpo y la tapa, así como en el vástago.

➡️Yugo
✅Es una estructura que conecta el vástago y el actuador, proporcionando soporte y alineación adecuados.

➡️Volante
✅En las válvulas manuales, el volante es una rueda que se gira para controlar la posición del disco. En válvulas automatizadas, esta función es asumida por el actuador.

🔰¿Cómo funciona una válvula de globo?

El funcionamiento de una válvula de globo es relativamente simple y efectivo para controlar el flujo de fluidos en una tubería.


➖Válvula cerrada
✅En la posición cerrada, el disco se encuentra en contacto con el asiento de la válvula, sellando la abertura y evitando el paso del fluido.


➕Válvula abierta
✅Para abrir la válvula, se gira el volante (en válvulas manuales) o se acciona el actuador (en válvulas automatizadas). Este movimiento eleva el vástago, y a su vez, el disco se aleja del asiento.

⚙️Controlar el flujo
✅A medida que el disco se separa del asiento, se permite el flujo del fluido a través de la abertura creada entre el disco y el asiento. Cuanto más se eleva el disco, mayor es el flujo permitido.

⏲Posicionamiento preciso
✅La posición del disco se controla de manera precisa mediante el volante o el actuador. Esto permite ajustar el flujo según los requisitos específicos del sistema.

🔰Tipos de válvula de globo

Hay muchos tipos de válvulas de globo y esto es necesario porque existen muchos usos y aplicaciones, aquí te mostraré las más relevantes.

⚜️Válvula de Globo Convencional

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Este es el diseño clásico de válvula de globo, con un cuerpo en forma de globo y un disco que se mueve hacia arriba y hacia abajo para controlar el flujo.

⚜️Válvula de globo tipo Z

Es fácil notar la forma de la “Z” en el cuerpo de la válvula, lo que destaca de este tipo de dispositivo es que el cuerpo globular tiene el asiento de cierre.

El eje y obturador se desplaza de forma perpendicular al eje de la tubería por su posición horizontal, lo que a su vez produce una pérdida de carga elevada.

⚜️Válvula de globo tipo Angular

En este diseño, el cuerpo de la válvula tiene una forma angular en lugar de una forma completamente esférica. Esto puede facilitar la instalación en ciertos sistemas y mejorar el flujo del fluido.

Lo que destaca de esta válvula es que gira en dirección en 90 grados sin usar soldadura ni codos adicionales, lo que las hace muy eficientes en espacios reducidos. 

⚜️Válvula de globo con enchufe cónico

En lugar de un disco plano, estas válvulas utilizan un enchufe cónico para controlar el flujo. Este diseño puede ofrecer un mejor control del flujo en algunas situaciones.

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🔰Válvula de globo criogénica

Este tipo de válvula está diseñada para operar en entornos de temperaturas de hasta -150 grados Celsius (-238 grados Fahrenheit), conocido como temperaturas criogénicas. 

Estos entornos incluyen condiciones muy severas por debajo de cero, lo que hace de las válvulas de globo esenciales en aplicaciones que involucran gases criogénicos como el oxígeno líquido, nitrógeno líquido, argón y otros.

Son válvulas para equipos criogénicos diseñadas para controlar el flujo de fluidos criogénicos en sistemas industriales. 

Están construidas con materiales que mantienen su integridad estructural y propiedades mecánicas a temperaturas criogénicas extremas. Los materiales comunes incluyen aceros inoxidables de baja temperatura y aleaciones de níquel.

Los componentes internos, como el vástago y los asientos, están diseñados para resistir las temperaturas extremadamente bajas y garantizar un funcionamiento suave.

Pueden tener un diseño de bola flotante o trunnion, dependiendo de la aplicación específica y de la presión del sistema. Ambos diseños permiten un control eficiente del flujo.

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La válvula de globo criogénica que ves en la imagen tiene cuerpo y vástago de acero inoxidable y el actuador limpio y desengrasada para uso en oxígeno lo hace ideal para para gases de aire, vapores y gases licuados criogénicos, incl. GNL, a temperatura de trabajo de -196 ° C hasta + 120 ° C.

🔰¿Cuándo se usa una válvula de globo?

Existen un montón de aplicaciones para las válvulas de globo, siempre y cuando implique un control preciso del flujo de fluido. Es por eso que podemos apreciarlas en procesos como:

💡Control del flujo de agua o aire en sistemas de climatización y ventilación.

💡En procesos químicos, petroquímicos y otras operaciones industriales.

💡Sistemas de suministro, distribución y tratamiento de agua.

💡Para mantener la presión en sistemas de vapor y calderas.

💡En sistemas de refrigeración para mantener temperaturas específicas.

💡En diferentes etapas del proceso de generación de energía.

💡Integración en sistemas de control automático para mantener condiciones específicas en procesos industriales.

💡Uso en aplicaciones donde se requiere resistencia a condiciones extremas de presión y temperatura.

💡En combinación con válvulas de seguridad para liberar presión en sistemas cuando es necesario.

🔰¿Cómo elegir la válvula de globo adecuada?

Elegir la válvula de globo adecuada implica considerar varios factores para garantizar un rendimiento eficiente y seguro en una aplicación específica.

1️⃣Analiza las características específicas de la aplicación, incluidos el tipo de fluido, la temperatura, la presión y el caudal requerido.
2️⃣Seleccionar un actuador manual o automatizado.
3️⃣Considera la corrosión, la resistencia a la temperatura y la compatibilidad química.
4️⃣Como ya he mencionado, hay diferentes tipos de válvulas. Selecciona la que mejor se adapte a la aplicación y al sistema en el que se integrará.
5️⃣Determina el tamaño necesario para manejar el caudal requerido.
6️⃣Selecciona una válvula que pueda manejar la presión sin comprometer su integridad estructural.
7️⃣Considera la temperatura del fluido y del entorno. 
8️⃣Verifica las especificaciones de sellado de la válvula para prevenir fugas.
9️⃣Considera la facilidad de servicio y mantenimiento. 

🔰¿Cómo instalar una válvula de globo?

La instalación de una válvula de globo puede variar según el tipo específico de válvula y la aplicación, sin embargo, los pasos generales sirven como guía.

🔰Pasos Generales para la Instalación de una Válvula de Globo🔰
✅Detén el flujo del fluido en el sistema antes de comenzar la instalación.
✅Libera la presión residual en la línea antes de realizar cualquier trabajo. Esto puede implicar abrir una válvula de alivio o drenar la presión de la línea.
✅Selecciona la ubicación adecuada para la válvula. Asegúrate de que haya suficiente espacio para acceder y operar la válvula.
✅Coloca la válvula en la tubería asegurándote de que la dirección del flujo coincida con la indicación en la válvula. Asegura las conexiones usando herramientas adecuadas.
✅Realiza las conexiones necesarias en ambos extremos de la válvula. Utiliza cinta de teflón u otros selladores según sea necesario para prevenir fugas.
✅Aprieta todas las conexiones según las especificaciones del fabricante. No aprietes en exceso para evitar dañar las roscas.
✅Realiza pruebas de fugas cerrando la válvula y presurizando el sistema. 

Preguntas frecuentes sobre válvulas de globo

¿Qué son válvulas de globo con fuelle?

Las válvulas de globo con fuelle son variantes especializadas que incorporan fuelles metálicos en su diseño. Diseñadas para prevenir fugas en aplicaciones críticas, como sistemas que manejan fluidos tóxicos o corrosivos, las válvulas con fuelle aseguran la integridad del sistema al sellar herméticamente el área alrededor del vástago. Este diseño también protege el vástago de la corrosión y permite operaciones suaves y precisas, siendo esenciales en entornos industriales exigentes.

¿Qué es una válvula de tapa soldada?

Una válvula de tapa soldada elimina la necesidad de juntas y bridas, proporcionando una conexión robusta y sin costuras. La soldadura directa mejora la integridad estructural y minimiza el riesgo de fugas en comparación con las válvulas que utilizan juntas. Estas válvulas son comunes en aplicaciones de alta presión y temperatura, como en la industria petroquímica y en plantas de energía, donde la seguridad y la confiabilidad son prioritarias.

¿De qué material están hechas las válvulas de globo?

Los materiales comunes incluyen acero al carbono para aplicaciones generales, acero inoxidable para resistencia a la corrosión, aleaciones de níquel para entornos de alta temperatura, y bronce para resistencia a la corrosión en aplicaciones de agua. En situaciones más especializadas, como entornos químicos agresivos, pueden emplearse materiales como titanio, aleaciones de cobalto o materiales plásticos. La elección del material garantiza la durabilidad, la compatibilidad química y la eficiencia en una amplia gama de entornos industriales.

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