¿Qué es una Válvula de Mariposa?

Una válvula de mariposa es un dispositivo de cierre de flujo que utiliza un disco giratorio (o "mariposa") para controlar el paso de fluidos. Su diseño compacto y su operación rápida la hacen ideal para sistemas donde el espacio es limitado.

A diferencia de válvulas de compuerta o globo, la mariposa opera con un giro de 90°, lo que reduce el tiempo de actuación y el desgaste. Es común en tuberías de gran diámetro, donde otras válvulas resultarían costosas o poco prácticas. 

Elementos de una Válvula de Mariposa 

Las válvulas de mariposa están compuestas por los siguientes elementos clave:

1. Cuerpo: Estructura que aloja los componentes internos y se conecta a la tubería. Puede ser de hierro, acero, PVC u otros materiales.
2. Disco (Obturador): Placa circular que gira para permitir o bloquear el flujo. Su diseño afecta la eficiencia y la estanqueidad.
3. Eje (Vástago): Barra metálica que transmite el movimiento desde el actuador hasta el disco. 
4. Asiento (Sello): Junta que asegura la hermeticidad cuando la válvula está cerrada. Puede ser de elastómero, PTFE o metal.
5. Actuador: Mecanismo que acciona la válvula. Puede ser manual, neumático, eléctrico o hidráulico.
   

Mecanismo de una Válvula de Mariposa 

El funcionamiento de una válvula de mariposa es sencillo pero efectivo:

1. Apertura: El disco gira paralelo al flujo, permitiendo el paso del fluido con mínima resistencia.
2. Cierre: El disco gira perpendicularmente, bloqueando el flujo al presionar contra el asiento.
3. Regulación: Posiciones intermedias permiten controlar el caudal con precisión variable.
   

La operación de 90° de giro las hace rápidas, ideales para emergencias o procesos que requieren actuación frecuente.

Además de los componentes principales (cuerpo, disco, eje y asiento), las válvulas de mariposa pueden incorporar distintos tipos de actuadores, que son los mecanismos encargados de transmitir el movimiento para abrir o cerrar el flujo. La elección del actuador depende de factores como la velocidad de operación, el torque requerido, la precisión requerida, el entorno de trabajo y la automatización del sistema.

A continuación, detallamos los principales tipos de actuadores y las normas que rigen su acople a la válvula.

Tipos de actuadores para válvulas de mariposa

1. Actuadores Manuales

• Palanca o Manija:

-Uso común en válvulas pequeñas o de baja presión. 
-Operación rápida (giro de 90°). 
-No requiere energía externa. 
-Norma de acople: ISO 5211 (placa de montaje estándar). 

• Volante (con Reductor):

2. Actuadores Neumáticos

• Rotativos (Rack & Piñón): 

-Conversión de movimiento lineal a rotativo. 
-Alta velocidad y repetibilidad. 
-Usados en procesos que requieren ciclos rápidos. 
-Normas de acople: 
ISO 5211 (para conexión directa). 
VDI/VDE 3845 (estándar en automatización neumática). 

3. Actuadores Eléctricos

• Motorizados: 

-Control preciso mediante señales eléctricas (0-10V). 
-Integración con sistemas SCADA y PLC. 
-Normas de acople: 
ISO 5211 (montaje estándar). 
IEC 60534 (para compatibilidad con controladores). 

4. Actuadores Hidráulicos

• De Pistón o Motor Hidráulico: 

-Alta fuerza en aplicaciones de alta presión (oleoductos, presas). 
-Requieren sistema hidráulico externo (bomba, válvulas direccionales). 
-Normas de acople: 
ISO 5211 (adaptadores de montaje). 
NFPA T3.21.4 (para sistemas hidráulicos industriales).

Ventajas y limitantes de la válvula de mariposa

Aplicaciones y variaciones de la válvula de mariposa 

Las válvulas de mariposa se adaptan a múltiples industrias gracias a sus variantes de diseño. A continuación, detallamos los tipos más comunes y sus aplicaciones específicas en distintos sectores.

Válvulas de mariposa centradas (convencionales)

Características: 

• Disco montado en el centro del eje. 

• Sellado mediante asiento elastomérico (EPDM, Viton, NBR). 

• Presión limitada (generalmente hasta 16 bar). 
  

Aplicaciones Industriales

Tratamiento de Agua y Aguas Residuales: 

• Control de flujo en plantas potabilizadoras y redes de distribución. 

• Resistencia a la corrosión en sistemas con cloro o químicos. 

Industria Alimentaria y Bebidas

• Uso con materiales sanitarios (asientos de PTFE, cuerpo en acero inoxidable AISI 316). 

• Cumplimiento con normas FDA y EHEDG para contacto con alimentos. 

HVAC (Calefacción, Ventilación y Aire Acondicionado)

• Regulación de agua fría/caliente en sistemas de climatización. 

• Baja pérdida de carga en tuberías de gran diámetro. 

Válvulas de mariposa excéntricas (subtipos y usos)

a. Doble Excentricidad (High-Performance)

Características: 

• Disco ligeramente descentrado para reducir fricción. 

• Sellado metálico o composite. 

Aplicaciones:

Petróleo y Gas

• Transporte de crudo, gas natural y derivados en refinerías. 

• Resistencia a altas presiones (hasta 50 bar) y temperaturas. 

Energía (Plantas termoeléctricas)

• Control de vapor y agua de enfriamiento. 

• Materiales como acero al carbono o acero inoxidable 17-4PH.

b. Triple Excentricidad (Triple Offset)

Características: 

• Diseño sin contacto entre disco y asiento hasta el cierre. 

• Sellado 100% hermético (API 609, ISO 5752). 

Aplicaciones: 

Industria Química y Petroquímica

• Manejo de ácidos, álcalis y fluidos corrosivos (ej. ácido sulfúrico). 

• Cuerpos revestidos con PFA o aleaciones como Hastelloy. 

Marítima y Offshore

• Sistemas de lastrado, tuberías de carga en buques. 

• Certificaciones ANSI/ASME para ambientes salinos. 
  

Válvulas Lug-Type y Wafer-Type 

a. Lug-Type

Características:

• Bridas roscadas para instalación entre tuberías (uso en sistemas con desmontaje frecuente). 

Aplicaciones: 

Farmacéutica

• Conexiones sanitarias (SMS, DIN 11851) en líneas de producción estériles. 

Industria Minera

• Transporte de lodos y pulpas abrasivas (cuerpos en hierro dúctil con revestimiento de caucho). 
  

b. Wafer-Type: 

Características: 

• Más delgadas, sujetas con pernos entre bridas (ahorro de peso y espacio). 

Aplicaciones: 

Aeroespacial

• Sistemas de enfriamiento en turbinas. 

Industria Papelera

• Control de flujo de pulpa de celulosa. 

Válvulas de mariposa con sellado metálico 

Características:

• Asientos de acero inoxidable, Stellite o carburo de tungsteno. 

Aplicaciones:

Plantas Nucleares

• Sellado confiable en sistemas de refrigeración de reactores (ASME III). 

Criogenia

• Manejo de gases licuados (oxígeno, nitrógeno) a temperaturas bajo cero (hasta -196°C). 

Selección del tipo de válvula según la industria

Las válvulas de mariposa son una solución eficiente y económica para el control de flujo en diversas industrias. Su versatilidad en materiales, diseños y actuadores las hace adaptables a múltiples condiciones, aunque requieren una selección cuidadosa para garantizar rendimiento y durabilidad. 

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