Símbolos de válvulas en diagramas de proceso e instrumentación

El diagrama de proceso e instrumentación, comúnmente conocido como P&ID, muestra las conexiones entre los equipos de proceso. El diagrama indica las direcciones de flujo, las medidas de seguridad y control y los valores nominales de presión de un sistema mediante símbolos visuales. Para localizar averías, aislar equipos y ubicar los elementos que requieren mantenimiento, es esencial saber leer los diagramas de planta.

En cada diagrama de proceso e instrumentación, las válvulas tienen símbolos específicos que facilitan su reconocimiento. El símbolo suele consistir en el símbolo real de la válvula y el método de accionamiento, como neumático, hidráulico o eléctrico.

Índice de contenidos

• ¿Cómo se leen los símbolos de las válvulas y los diagramas P&ID?
• Símbolos de las válvulas
• Estados de las válvulas
• Símbolos de tipo de actuador
• Conexiones finales
• Líneas de proceso
• Líneas de señalización

¿Cómo se leen los símbolos de las válvulas y los diagramas P&ID?

Los símbolos de las válvulas utilizados en un diagrama P&ID están normalizados y son los mismos en todo el mundo. Esto hace que sea increíblemente fácil leer un diagrama una vez que el usuario sabe lo que significa cada símbolo.

Válvulas de 2 vías

Las válvulas de dos vías se reconocen por los dos triángulos que apuntan el uno hacia el otro, como el símbolo de la válvula de compuerta que se ve en la figura 2. La dirección del flujo se indica con la punta de flecha en los símbolos de línea. Algunos de los símbolos más comunes de las válvulas de 2 vías son las válvulas de bola, las válvulas de mariposa, las válvulas de macho, las válvulas de compuerta, etc. Más adelante encontrará ejemplos de estos símbolos.

Válvulas de 3 y 4 vías

Las válvulas con varios orificios, como las de 3 y 4 vías, tienen un aspecto muy similar, ya que se añade un triángulo al símbolo. También se les puede añadir una designación de puerto en L o en T. Se muestran mediante las líneas dentro del símbolo de la bola.

Estados de las válvulas

Las válvulas pueden ser normalmente abiertas, normalmente cerradas o biestables. Normalmente abierta significa que la válvula está abierta cuando no se acciona. Normalmente cerrada significa que la válvula está cerrada cuando no se acciona y abierta cuando se acciona. Biestables significa que conservan su posición durante la pérdida de energía y requieren una acción separada para cambiar el estado de la válvula; un ejemplo es una electroválvula de enclavamiento. Existen diversas variantes de estos estados, como las válvulas que suelen estar normalmente abiertas, las válvulas que suelen estar cerradas, etc.

Recuerde que un símbolo de válvula tachado no significa necesariamente que la válvula esté normalmente abierta o normalmente cerrada, ya que se utilizan indistintamente. Una norma mucho más clara sería utilizar las letras NC o NO como hemos hecho en los ejemplos de símbolos.

Actuadores

La tercera forma significativa de reconocer una válvula en un DTI es el tipo de actuador. El tipo de actuador se muestra como una línea que sale del centro de la válvula, con un símbolo más pequeño encima de la línea. La actuación eléctrica e hidráulica se indican con letras, como se muestra en la Figura 4.

Conexiones finales, líneas de proceso, líneas de señalización, recipientes y equipos

Además de las características de las válvulas, en un diagrama P&ID el usuario puede encontrar muchos más tipos de símbolos. Entre ellas se encuentran:

• Conexiones finales: Las conexiones finales son las conexiones entre la válvula y las líneas de proceso. Pueden ser conexiones embridadas, roscadas, soldadas o soldadas por encastre, con diferentes líneas y círculos que indican el tipo de conexión. Las líneas paralelas indican que la válvula puede retirarse sin afectar a la tubería en una conexión embridada. Un cuadrado relleno representa una conexión soldada permanente, mientras que un círculo sin relleno representa una conexión roscada temporal. Los cuadrados sin relleno indican conexiones soldadas por encastre.
• Líneas de proceso: Las líneas de proceso incluyen tuberías, tubos y mangueras que se muestran en varios estilos, como tuberías aisladas, tuberías flexibles, de refrigeración y de calefacción. Cada línea está etiquetada con un número, que incluye información sobre la clase del componente, su tamaño, aislamiento, etc. Las tuberías se mantienen separadas en el dibujo si se cruzan pero no se conectan rompiendo una línea o añadiendo una curva.
• Líneas de señalización: La información y las señales deben transmitirse correctamente en un sistema. Esto puede hacerse mediante señales eléctricas, neumáticas, de datos, sónicas, de fibra óptica y de otros tipos.
• Equipamiento: Esto incluye desde recipientes como tanques de almacenamiento y bidones hasta recipientes de vapor, recipientes de mezcla, botellas de gas y mucho más. Las bombas, ventiladores y compresores representan soplantes, extractores de humos, compresores de aire y ventiladores a presión. Los sensores, transmisores y contadores son una parte esencial del diagrama del proceso. El proceso de flujo se supervisa, registra y controla mediante sensores, transmisores y contadores. Debido al enorme número de símbolos que intervienen en esta categoría y a que este artículo se centra en las válvulas, no se incluyen.
• Números de etiqueta: Las letras y los números suelen incluirse en el diagrama P&ID. Indican las propiedades del medio medido y su función.

Símbolos de las válvulas

Símbolo	Tipo	Utilización
	Válvula de compuerta	Una válvula de compuerta es una válvula de control que permite el paso del fluido sin obstrucciones o lo detiene. Una de las ventajas de las válvulas de compuerta es su paso recto y sin obstáculos.
	Electroválvula	Una electroválvula es una válvula controlada electromecánicamente. Se suele utilizar para gases y medios limpios.
	Válvula de alivio	Una válvula de alivio, también conocida como válvula de descarga de presión, es un dispositivo que reduce la presión para evitar daños en el sistema. Su función es proteger los equipos sensibles a la presión de los daños causados por la sobrepresión.
	Válvula de seguridad	Las válvulas de seguridad se consideran una medida de seguridad de último recurso. Se encuentran en centrales eléctricas, sistemas petroquímicos, calderas, etc. Las válvulas de seguridad son dispositivos a prueba de fallos que detienen automáticamente el aumento de la sobrepresión más allá de un límite determinado.
	Válvula de retención	Una válvula de retención de cierre combina una válvula de retención y una válvula de globo. Impiden la inversión del flujo en un sistema de tuberías.
	Válvula de retención	Una válvula de retención es un dispositivo que sólo permite el flujo en una dirección. Sólo permiten el flujo de fluidos en una dirección y suelen denominarse "válvulas unidireccionales" o "válvulas antirretorno".
	Válvula de mariposa	Las válvulas de mariposa funcionan de forma similar a las válvulas de bola. La mariposa es un disco conectado a una varilla. Se cierra cuando la varilla hace girar el disco un cuarto de vuelta hasta una posición perpendicular a la dirección del caudal.
	Válvula de tapón	Una válvula de obturador utiliza un obturador cilíndrico o cónico para permitir o impedir el flujo recto a través del cuerpo.
	Válvula de diafragma	Las válvulas de diafragma controlan el caudal de líquidos y gases. Tienen un diafragma de goma que se mueve hacia arriba y hacia abajo dentro del cuerpo de la válvula, provocando la apertura y el cierre contra un asiento duro.
	Válvula de bola	Una válvula de bola es una válvula de cierre que controla el flujo de un líquido o gas utilizando una bola giratoria con un orificio.
	Válvula de ángulo	Una válvula de ángulo tiene un orificio de entrada y otro de salida perpendiculares entre sí y se utiliza para impedir o controlar el flujo de un líquido en una tubería.
	Válvula de purga	Una válvula de purga es una válvula que sirve para evacuar un líquido de un depósito o un tubo o para permitir que salgan las acumulaciones de gas en un líquido.
	Válvula de bloqueo y purga	Una válvula de bloqueo y purga aísla o bloquea el flujo de fluido en un sistema, de modo que el fluido de aguas arriba no llega a otros componentes del sistema que están aguas abajo. Puede tratarse de una válvula de bloqueo y purga simple o de una válvula de bloqueo y purga doble utilizada para un aislamiento más estricto del fluido de proceso.
	Válvula de pistón	Una válvula de pistón se utiliza para controlar el movimiento de un fluido a lo largo de un tubo o tubería mediante el movimiento lineal de un pistón dentro de una cámara o cilindro.
	Válvula de flotador	Las válvulas de flotador controlan los niveles de líquido mecánicamente. Cuando la superficie del líquido sube o baja, un flotador detecta el cambio de elevación y abre o cierra la válvula en consecuencia. Un interruptor de flotador utiliza un proceso similar.
	Válvula de cuchilla	Para líquidos espesos y sólidos secos a granel, se utilizan válvulas de guillotina. Consiste en una sola pieza de metal, normalmente puntiaguda como un cuchillo.
	Válvula de corredera	En una válvula de compuerta deslizante, la compuerta y el asiento son paralelos. Las válvulas de compuerta deslizante utilizan la presión y el posicionamiento de la línea para lograr un cierre hermético.
	Válvula de aguja	Las válvulas de aguja permiten controlar con precisión fluidos y gases. Los ajustes son graduales y suaves para poder controlar el caudal, pero también pueden utilizarse como válvulas de cierre.
	Válvula de pellizco	Las válvulas de pellizco de dos vías se utilizan para cerrar o controlar el flujo de medios corrosivos, abrasivos y granulares. Las válvulas se accionan mediante presión de aire comprimido.

Estados de las válvulas

Símbolo	Tipo	Utilización
	Válvula especial	Una válvula de propósito especial es una válvula que puede hacer ciertas funciones más que las de aislamiento, control y retención de dos vías. Por tanto, este tipo de válvula se considera una válvula para fines especiales.
	Válvula normalmente abierta	Las válvulas normalmente abiertas están siempre abiertas. Se cierran cuando se accionan y vuelven a abrirse cuando no se accionan.
	Válvula normalmente cerrada	Las válvulas normalmente cerradas están siempre cerradas. Se abren cuando se accionan y se vuelven a cerrar cuando no se accionan.

Símbolos de tipo de actuador

Símbolo	Tipo	Utilización
	Manual	Las válvulas de accionamiento manual ofrecen un sistema fiable y duradero para abrir y cerrar el flujo cuando el sistema debe conmutarse con frecuencia y no requiere mucha fuerza para accionarse.
	Neumática (diafragma)	La gran mayoría de las válvulas de diafragma se accionan mediante actuadores neumáticos; en este caso, se aplica presión de aire a través de una válvula piloto al actuador, que eleva el diafragma y abre la válvula.
	Motor (eléctrico)	Las válvulas motorizadas se accionan mediante motores eléctricos. Los distintos tipos de válvulas motorizadas se definen en función de cómo se abren o cierran realmente y para qué aplicaciones se utilizan.
	Hidráulica	Para las válvulas que requieren grandes cantidades de fuerza, se suelen utilizar actuadores hidráulicos. Los actuadores hidráulicos de tipo pistón son los más comunes.
	Neumática (pistón rotativo)	Mediante aire comprimido, un actuador neumático rotativo genera su energía de funcionamiento. Suelen utilizarse para controlar válvulas a distancia.
	Diafragma de equilibrio	Una válvula neumática de diafragma de equilibrado, controla la presión aguas arriba frente a la presión aguas abajo mediante la comunicación del fluido de proceso por encima y por debajo del diafragma de equilibrado.

Conexiones finales

Símbolo	Tipo	Utilización
	Conexión de brida	Las conexiones embridadas son el método más común de conexión de válvulas, independientemente del nivel de presión y del tamaño de la válvula.
	Conexión roscada	Las tuberías y válvulas conectadas mediante conexiones roscadas son compactas y aerodinámicas. Las conexiones finales de las válvulas suelen ser de rosca hembra, en las que encaja un tubo de rosca macho. También hay disponibles válvulas con conexiones roscadas macho, así como válvulas con un extremo hembra y otro macho. Es necesario que las conexiones roscadas cumplan diversas normas.
	Conexión soldada	Se utiliza una válvula y un tubo de igual diámetro para realizar una conexión soldada. Están biselados en los bordes exteriores para que el material de soldadura rellene el valle. Están soldadas alrededor de las llantas. En general, las soldaduras a tope se reservan para los tamaños más pequeños, normalmente inferiores a 2".
	Conexión de soldadura por encastre	En comparación con el diámetro exterior de la tubería, la toma de la válvula tiene un diámetro interior ligeramente mayor. El tubo se coloca en el encaje y se suelda alrededor de la llanta.

Líneas de proceso

	Tubería estándar	Este símbolo se utiliza para todos los tubos y tuberías estándar en un diagrama P&ID. Si la línea aparece en negrita, significa que se trata de una línea principal; si no, se trata de una línea secundaria.
	Tubería aislada	Tuberías aisladas, como las utilizadas para el vapor. El aislamiento sólo se muestra en las líneas que deben aislarse. Un símbolo y una letra de código designarán el aislamiento.
	Tubería encamisada	Los sistemas de tuberías de proceso diseñados para transportar fluidos viscosos pueden beneficiarse de las tuberías encamisadas. La cubierta exterior de la tubería puede contener un líquido calentado que calienta el fluido que circula por la tubería de producto, facilitando su bombeo a través de las líneas de proceso.
	Tubería de refrigeración o calefacción	Tuberías utilizadas para transportar medios calientes o fríos.
	Tubo flexible	Para distinguir las tuberías sólidas de los tubos flexibles, se utiliza el símbolo de tubo flexible.
	Las tuberías se cruzan pero no están conectadas.	Si un diagrama P&ID tiene tuberías que se cruzan en el dibujo, pero no están físicamente conectadas se utiliza este símbolo.

Líneas de señalización

Símbolo	Tipo	Utilización
	Señal neumática	Una válvula se controla generalmente mediante señales neumáticas. Por ejemplo, una válvula de control libera aire en el sistema aumentando la presión, lo que activa una válvula al final de la línea.
	Señal electromagnética, sónica o de fibra óptica guiada.	Normalmente se utiliza en entornos muy sensibles y, en este caso, guiado significa a través de un cable u otro medio de transporte de la señal.
	señal electromagnética, sónica o de fibra óptica no guiada.	Las señales no guiadas pueden ser señales electromagnéticas no guiadas, luz, radiación, radio, sonido, inalámbricas, etc. Pero también Una señal de instrumentación inalámbrica o un enlace de comunicación inalámbrico.
	Señal eléctrica o electrónica	Este símbolo puede ser una señal electrónica o eléctrica variable continua o binaria o una señal binaria de diagrama funcional. Una señal binaria es una tensión o corriente que transporta información variando entre dos valores posibles, correspondientes a 0 y 1 en el sistema binario.
	Señal hidráulica
	Diversas señales de comunicación de datos.