Válvulas de globo: definición, mecanismo y aplicaciones

¿Qué es una válvula de globo?

La válvula de globo es un tipo de válvula que se emplea para el control gradual de un fluido dentro de un sistema ya sea hidráulico o neumático. Esto quiere decir que esta válvula puede usarse para permitir, bloquear o regular la cantidad de fluido. Su nombre radica en la forma esférica de su cuerpo. 

Elementos

Internamente, el cuerpo de una válvula de globo se puede separar en dos cámaras correspondientes a la entrada y salida. Lo que quiere decir que, para un control efectivo del fluido, esta válvula debe instalarse en un sentido especifico.

Una válvula de globo típica está compuesta por los siguientes elementos: 

Como en toda válvula, el obturador se encarga de bloquear el paso de fluido, mientras que el actuador es quien controla al obturador. En este caso, el obturador se desplaza linealmente.

Mecanismo

Inicialmente, el fluido entra por la cámara de entrada. El obturador, en su posición de cierre, evita que el fluido pase a la cámara de salida. En el caso de un actuador manual, al girarlo hace que el obturador se desplace. Es aquí donde sobresale la habilidad especial de esta válvula, la cual radica en la íntima relación entre el movimiento del obturador y el control gradual de fluido que circula por el cuerpo de la válvula. A medida que el obturador se aleja de su asiento, este permite un incremento progresivo y controlado del flujo. 

Una válvula de globo tiene la propiedad de tener un comportamiento cuasi lineal. Es decir, que por cada porcentaje de apertura de la válvula corresponde a un porcentaje similar del caudal que circula por esta. 

Por ejemplo, para un 20% de apertura de la válvula se obtiene un 10% del caudal total que esta puede manejar. En el caso de un 50% de apertura, se maneja un 45% del caudal. Y finalmente, para un 80% de apertura, se obtiene un 86,20% del caudal total.

Ventajas y limitantes

Aplicaciones 

El mecanismo y diseño de la válvula de globo le da cabida en una vasta variedad de procesos, desde las aplicaciones más sencillas orientados a usos domésticos, hasta los complejos procesos de la industria energética. Algunos ejemplos son los siguientes: 

Industria alimenticia

Ideales para los procesos de llenado de tanques. Gracias a su diseño, esta válvula puede ser limpiada con relativa facilidad, lo que ayuda a minimizar los tiempos de mantenimiento en cada ciclo y garantiza la esterilidad del proceso. 

Industria energética

El sector energético se ve beneficiado por las válvulas de globo en su industria, ya que estas válvulas pueden controlar fielmente el agua que viaja hacia los intercambiadores de calor y sistemas de inyección. 

Industria petrolera

Existen válvulas de globo destinadas al sector petrolero, capaces de manejar crudos, gas natural, entre demás fluidos característicos de esta industria. Gracias al diseño de estas válvulas, son capaces de manejar altas temperaturas y presiones. 

Industria química

Se emplean en el manejo de sustancias acidas, alcalinas, y solventes. Juegan un papel importante en el manejo de fluidos que serán almacenados en tanques.

Industria sanitaria

Ideal para el control de aguas negras, permitiendo la regulación controlada de estas. Además, juegan un papel clave en la dosificación de químicos dentro de los procesos de saneamiento. 

Variaciones de la válvula de globo 

Las válvulas de globo son fabricadas con diferentes diseños para satisfacer una amplia gama de procesos. Una de las variaciones claves recae en la ruta que recorre el fluido. 

• Válvula de globo Z. Este es el modelo de válvula más común en el mercado. Su diseño obliga al fluido a cambiar de dirección un par de veces, lo que crea una forma de Z en su trayectoria. Este modelo posee la mayor caída de presión de todas, pero ofrece un mejor control del fluido a trabajar.

• Válvula de globo angular. También conocida como válvula de globo tipo codo, o L. Este modelo fuerza al fluido a cambiar su dirección una sola vez, lo que reduce considerablemente la caída de presión asociada sin sacrificar significativamente su capacidad para el control caudal. Es ideal para aplicaciones que requieran conexiones perpendiculares. 

• Válvula de globo Y. Este modelo ofrece la menor caída de presión de todos los modelos de válvulas de globo. Su diseño solo cambia levemente la dirección del fluido, lo que minimiza la caída de presión. La ruta que recorre el fluido tiene forma de Y, de allí su nombre. 

Variaciones del obturador 

• Obturador tipo plug. Se caracteriza por su forma de cono, lo que lo hace idóneo para el control o cierre de caudal. Su geometría le proporciona al sellado una extensa vida útil. Es ideal para aplicaciones que demanden alto control.

• Obturador tipo disco. Como su nombre lo indica, tiene forma de disco, y generalmente está compuesto de un material relativamente suave de caucho o de politetrafluoroetileno (PTFE). Este tipo de materiales aseguran el sellado hermético incluso bajo la presencia de partículas sólidas contenidas en el fluido de trabajo. Ideal para aplicaciones en donde se manejen fluidos impuros, o no filtrados. 

• Obturador tipo bola. Los obturadores de bola o esféricos ofrecen un control moderado del flujo de fluidos. Su geometría permite un sellado rápido y efectivo. También se caracteriza por ser de bajo mantenimiento, en contraste con los otros modelos. 

En conclusión, la válvula de globo es un componente esencial en sistemas de control de fluidos, apreciada por su precisión, facilidad de mantenimiento y versatilidad en diversas industrias. Su diseño permite ajustar gradualmente el flujo, garantizando una regulación efectiva y segura del sistema. Gracias a sus distintas variantes y obturadores, puede adaptarse a una amplia gama de procesos, desde la industria alimenticia hasta la energética, contribuyendo a la eficiencia y seguridad en el manejo de fluidos.