Métodos de accionamiento de las válvulas de mariposa

El actuador de una válvula de mariposa determina qué fuente de energía se utiliza para accionar la válvula. Esto repercute en el tiempo de respuesta de la válvula, la presión nominal de actuación, la idoneidad medioambiental, etc. En ocasiones, la selección del actuador adecuado depende de la(s) fuente(s) de energía disponible(s) para la aplicación. Este artículo examina de cerca los distintos tipos de actuadores para los usuarios que tienen cierta flexibilidad a la hora de elegir un tipo u otro. Lea nuestro artículo sobre tipos de actuadores para saber cómo funcionan los distintos tipos de actuadores con las válvulas industriales.

Índice de contenidos

• Qué es una válvula de mariposa
• Selección de un actuador de válvula de mariposa
• Tipos de actuadores de válvulas de mariposa
• Normas para actuadores de válvulas industriales
• Aplicaciones específicas de los actuadores
• Símbolos de las válvulas de mariposa
• Preguntas frecuentes

Qué es una válvula de mariposa

Una válvula de mariposa es una válvula de control que regula el fluido que circula por una sección de tubería. Esta válvula es similar a una válvula de bola en su funcionamiento, con una función de cierre rápido. Una válvula de mariposa tiene un disco montado en un vástago giratorio. Cuando la válvula está completamente cerrada, el disco bloquea el paso del fluido. Por el contrario, cuando la válvula está totalmente abierta, el disco gira un cuarto de vuelta para permitir un flujo de fluido casi sin restricciones. La posición del disco entre totalmente cerrado y totalmente abierto permite obtener características de caudal proporcionales. Las válvulas de mariposa se utilizan por su sencillez, fiabilidad y coste relativamente bajo.

Selección de un actuador de válvula de mariposa

La selección del tipo correcto de actuador para una válvula de mariposa depende de los componentes y requisitos específicos del sistema. Una válvula de mariposa puede accionarse manual, eléctrica, neumática o hidráulicamente.

• Frecuencia de uso: Las válvulas de mariposa de accionamiento manual son adecuadas para válvulas de mariposa relativamente pequeñas que se abren y cierran con poca frecuencia. Para tamaños mayores, las válvulas vendrán equipadas con una caja de engranajes para que el usuario pueda accionarla manualmente.
• Coste: Aunque existe una importante variabilidad en función del modelo de válvula y del material de construcción, las válvulas de mariposa se ordenan de menor a mayor precio de la siguiente manera: manuales, eléctricas, neumáticas e hidráulicas. Los actuadores neumáticos e hidráulicos requieren aire comprimido o un sistema hidráulico, lo que aumenta sus costes iniciales.
• Tamaño de la válvula: Puede ser necesario un actuador hidráulico para que las enormes válvulas de mariposa produzcan la fuerza suficiente para abrir o cerrar la válvula.
• Presión del sistema: Las válvulas de mariposa de accionamiento hidráulico pueden ser necesarias para aplicaciones con una presión del sistema muy elevada.
• Tiempo de respuesta: Las válvulas de mariposa de accionamiento neumático tienen un tiempo de respuesta muy rápido para las aplicaciones que lo requieren.
• Fuente de alimentación: Las válvulas de mariposa manuales son el único tipo que no requiere una fuente de energía externa, lo que las convierte en las más sencillas de instalar y utilizar.
• Entorno: Las válvulas de mariposa accionadas eléctricamente son inadecuadas para entornos húmedos o explosivos.

Tipos de actuadores de válvulas de mariposa

Existen cuatro métodos principales para accionar una válvula de mariposa: manualmente, eléctricamente, hidráulicamente y neumáticamente. En el caso de las válvulas de mariposa eléctricas, hidráulicas y neumáticas, a menudo existe la opción de disponer también de un método de accionamiento manual para que la válvula de mariposa lo utilice en caso necesario.

Válvula de mariposa manual

El accionamiento manual es la forma más sencilla de accionar una válvula de mariposa. El diseño más básico utiliza una palanca para girar el vástago de la válvula, que hace girar el disco de la válvula para abrirla o cerrarla. Las válvulas de mariposa más grandes pueden tener un volante que se conecta a una caja de engranajes. Esta es la forma más fácil de generar la fuerza suficiente para abrir o cerrar manualmente la válvula. La principal ventaja del accionamiento manual es que no se necesita una fuente de alimentación externa. Sin embargo, dado que es necesario que un usuario abra o cierre la válvula, este estilo de accionamiento no es ideal para aplicaciones que requieren un accionamiento frecuente de la válvula de mariposa.

Válvula de mariposa eléctrica

Un actuador eléctrico convierte la energía eléctrica en par mecánico. Este par hace girar el vástago de la válvula para abrirla o cerrarla. Las válvulas de mariposa de accionamiento eléctrico son versátiles porque pueden programarse para responder a señales específicas y pueden controlarse a distancia. Los actuadores eléctricos son relativamente eficientes desde el punto de vista energético y sencillos de mantener. Sin embargo, no son adecuados para entornos de alta humedad o explosivos.

Válvula de mariposa hidráulica

Los actuadores hidráulicos de las válvulas de mariposa utilizan la presión del fluido para crear una fuerza mecánica. La bomba hidráulica presuriza el fluido, normalmente aceite, que mueve un pistón dentro del cilindro. El movimiento del pistón se transfiere al vástago de la válvula, abriéndola o cerrándola. Los actuadores hidráulicos pueden generar una gran cantidad de fuerza y accionar grandes válvulas o válvulas en aplicaciones de alta presión. Sin embargo, la unidad de potencia hidráulica y el depósito de fluido necesarios aumentan la complejidad y el coste del sistema.

Válvula de mariposa neumática

Los actuadores neumáticos generan movimientos mecánicos mediante la presión del aire. El aire a presión del actuador mueve un pistón o diafragma, que hace girar el vástago de la válvula. Las válvulas de mariposa con actuadores neumáticos son de acción rápida y fiables. Pueden utilizarse en entornos peligrosos porque no crean chispas. Sin embargo, se necesita una fuente de aire comprimido y la velocidad de accionamiento es más difícil de controlar que la de los actuadores eléctricos o hidráulicos.

Normas para actuadores de válvulas industriales

Al seleccionar un actuador para una válvula de mariposa, es esencial asegurarse de que cumple las normas establecidas por la comunidad internacional. Los actuadores de válvulas que no cumplen estas normas corren el riesgo de romperse prematuramente, lo que puede causar daños en un sistema y poner en peligro al personal. Algunas normas comunes para los actuadores de válvulas industriales son:

• ISO 22153: La norma ISO 22153 establece los requisitos básicos de los actuadores eléctricos para válvulas industriales.
• ISO 5211: La norma ISO 5211 establece los requisitos para cualquier tipo de actuador utilizado en una válvula de giro parcial, definida como una válvula con un vástago que gira menos de 360° para que la válvula se abra o se cierre completamente. Esta norma incluye los actuadores con o sin caja de cambios.
• BS EN 15714: Esta norma establece los requisitos que debe cumplir cualquier actuador neumático para una válvula de ajuste parcial.

Aplicaciones específicas de los actuadores

Los siguientes ejemplos son aplicaciones típicamente adecuadas a un tipo de método de accionamiento de válvulas de mariposa. Utilice los ejemplos como ayuda para determinar qué tipo de actuador puede requerir una aplicación diferente.

• Válvula de mariposa manual: Las válvulas de mariposa manuales funcionan bien en plantas de tratamiento de agua a pequeña escala. La válvula controla el flujo de agua a través de las diferentes etapas del proceso de tratamiento. Los operarios pueden utilizar el accionamiento manual para ajustar la válvula y controlar el caudal de agua en función de las necesidades de tratamiento. Lo ideal es que esta válvula no se ajuste con frecuencia.
• Válvula de mariposa eléctrica: Las válvulas de mariposa eléctricas funcionan muy bien en sistemas de climatización a gran escala en edificios comerciales. Los sistemas de climatización suelen requerir un control preciso del caudal de aire para mantener un ambiente interior óptimo. El sistema de gestión del edificio suele accionar la válvula de mariposa eléctrica para proporcionar este control. El sistema ajusta automáticamente la válvula en función de la temperatura y la información del sensor de calidad del aire.
• Válvula de mariposa neumática: Las válvulas de mariposa neumáticas funcionan bien en las plantas de procesamiento de gas, donde la seguridad es esencial. El uso de una válvula que funciona mediante presión de aire en lugar de electricidad reduce el riesgo de chispas que pueden provocar explosiones.
• Válvula de mariposa hidráulica: Las válvulas de mariposa hidráulicas funcionan bien en las centrales hidroeléctricas. La válvula controla el caudal en la tubería forzada que conduce a la turbina. Se trata de una aplicación de alta presión en la que otros tipos de actuadores probablemente no podrían producir la fuerza suficiente para trabajar.

Símbolos de las válvulas de mariposa

Válvula de mariposa manual
Válvula de mariposa eléctrica
Válvula de mariposa hidráulica
Válvula de mariposa neumática

Preguntas frecuentes

¿Cómo elegir un actuador para una válvula de mariposa?

Elija el actuador de una válvula de mariposa en función de la fuente de energía disponible (por ejemplo, manual, eléctrica, neumática e hidráulica) y de los elementos de diseño de la aplicación.

¿Cuáles son los distintos tipos de métodos de accionamiento de las válvulas de mariposa?

Una válvula de mariposa puede accionarse manual, eléctrica, neumática o hidráulicamente.