Válvulas de Agua Caliente y Vapor

Las válvulas diseñadas para el vapor y el agua caliente se utilizan en varias aplicaciones en sectores como el de las turbinas eléctricas, el procesamiento químico y el alimentario. Este artículo analiza los principales tipos de válvulas de vapor, los materiales utilizados para la carcasa y la junta, las aplicaciones y los criterios de selección al comprar una válvula para aplicaciones de vapor.

Índice de contenidos

• Uso de una válvula de vapor
• Materiales utilizados en una válvula de vapor
• Tipos de válvulas utilizadas para el vapor y el agua caliente
• Criterios de selección
• Aplicaciones
• Noticias sobre la prohibición del Roundup
• Preguntas frecuentes

Uso de una válvula de vapor

El vapor es el estado gaseoso del agua. El vapor es un excelente medio de trabajo en los sistemas termodinámicos y puede transportar el calor a través de las aplicaciones térmicas después de cumplir su función como agente conductor. Lea nuestro artículo sobre las mangueras de vapor para saber más sobre la formación y los distintos tipos de vapor.

Los procesos industriales suelen utilizar vapor a temperaturas y presiones más bajas. Por lo tanto, en una central eléctrica, la tubería de vapor requiere alguna forma de control para reducir la temperatura y la presión de la corriente de entrada para su aplicación en el proceso. Las válvulas de vapor controlan el nivel de presión y el caudal de vapor y agua caliente.

Los procesos industriales utilizan frecuentemente el vapor a bajas presiones. El vapor tiene un mayor calor latente a menor presión, lo que aumenta la eficiencia energética. Dado que la temperatura y la presión del vapor están mutuamente relacionadas, la temperatura también se controla mediante el control de la presión del vapor.

Materiales utilizados en una válvula de vapor

Los materiales utilizados en la carcasa y la junta de una válvula deben ser compatibles con el medio que fluye a través de la válvula; de lo contrario, el material de la válvula se degrada con el tiempo. Para el cuerpo de la válvula de vapor y los componentes internos, como la bola y el disco, se utilizan materiales metálicos como el hierro fundido, la aleación de acero, el bronce, el cobre, el acero, el acero inoxidable y el latón. Para la junta, la empaquetadura y el cierre de la válvula de vapor se utilizan materiales a base de caucho, como EPDM, NBR y FKM, y materiales a base de plástico, como PTFE y PA.

Tipos de válvulas utilizadas para el vapor y el agua caliente

La temperatura y la presión de funcionamiento desempeñan un papel importante en la selección de las piezas de la válvula de la aplicación. Las válvulas de vapor se accionan de forma manual o automatizada y dependen de uno de los siguientes mecanismos:

1. Los dispositivos manuales se accionan mediante una manivela o una rueda manual.
2. Los dispositivos eléctricos funcionan con actuadores eléctricos como los solenoides.
3. Una válvula neumática se acciona mediante un cilindro neumático que abre y cierra la válvula.

Los distintos tipos de válvulas pueden tener un movimiento de husillo lineal o rotativo. Las válvulas de tipo rotativo también se denominan válvulas de cuarto de vuelta, y estas válvulas requieren un movimiento rotativo para abrirse y cerrarse. Las válvulas de tipo lineal tienen un diseño de vástago deslizante que empuja un elemento a las posiciones de apertura o cierre. Además, una válvula de vapor puede ser de dos o tres puertos. Las válvulas de dos puertos restringen el flujo de vapor a través de ellas, mientras que las de tres puertos pueden añadir o redirigir el vapor que pasa por ellas.

Válvulas de bola para vapor

Una válvula de bola es una válvula accionada por un cuarto de vuelta, diseñada para abrirse al 100% o cerrarse al 100% y utilizada para aislar completamente el vapor en una tubería. Las válvulas de bola de vapor se suelen controlar con un actuador eléctrico. Estas válvulas pueden dañarse si se abren parcialmente para controlar el caudal; por ello, son mejores para el control ON/OFF y no pueden utilizarse para crear una caída de presión en el vapor.

Las válvulas de bola eléctricas son lentas. Esto puede ser una desventaja, pero la lenta velocidad de apertura y cierre reduce el riesgo de golpes de ariete. El golpe de ariete se produce cuando un fluido o un gas se detiene rápidamente o cambia de dirección. Esto puede dañar la válvula y otros componentes del circuito.

Las válvulas de bola pueden manejar fluidos secos polvorientos y lodos, pero no pueden utilizarse con materiales fibrosos abrasivos que suponen un riesgo de daño para la superficie de estas válvulas.

Válvulas de mariposa para vapor

Lasválvulas de mariposa son válvulas sencillas y versátiles que se accionan con un cuarto de vuelta y garantizan un funcionamiento rápido. La válvula ofrece una obstrucción mínima al vapor a su paso por el disco de forma aerodinámica, lo que da lugar a una caída de presión mínima en toda la válvula.

La principal ventaja de una válvula de mariposa es su facilidad de accionamiento. La válvula se puede accionar sin necesidad de un gran desgaste o par de torsión. Las válvulas de mariposa también son compactas, se asemejan a un disco metálico y, por tanto, son fáciles de instalar. No hay cavidades para la deposición de partículas sólidas dentro del cuerpo de la válvula, por lo que estas válvulas pueden utilizarse para fluidos con partículas en suspensión y lodos. Lea nuestro artículo sobre la comparación entre las válvulas de mariposa y las de bola para obtener más detalles sobre las ventajas y desventajas de cada válvula.

Válvulas de compuerta para vapor

Una válvula de compuerta es un tipo de válvula deslizante en la que una compuerta metálica se desliza hacia abajo para cerrar la válvula. Las válvulas de compuerta (también llamadas válvulas de cuchilla) se utilizan idealmente como válvula ON-OFF y generalmente se utilizan en la línea de corriente para aislar el vapor. La válvula puede desgastarse rápidamente debido a las vibraciones causadas en condiciones de apertura parcial. Las válvulas de compuerta pueden trabajar cómodamente con sellado metal-metal, y suelen utilizarse en líneas de suministro de vapor a alta presión con temperaturas sobrecalentadas como las líneas de la industria petroquímica. Estas válvulas son de paso total (proporcionan un flujo sin restricciones cuando se abre la válvula) y ofrecen poca resistencia al flujo de vapor. Estas válvulas son baratas y fáciles de reparar, pero vienen en tamaños grandes.

Válvulas de globo de vapor

Una válvula de globo es una válvula de movimiento lineal que se utiliza tanto en aplicaciones de apertura como de cierre. Una válvula de globo puede estrangularse eficazmente y utilizarse para ajustar el caudal de vapor. Una válvula de globo está formada por una válvula de rosca dentro de una carcasa esférica, y estas válvulas se utilizan habitualmente en aplicaciones en las que la resistencia al flujo de vapor no es una prioridad. Estas válvulas son de menor tamaño en comparación con las válvulas de compuerta y pueden ser estranguladas de forma más eficiente que las válvulas de compuerta. La falta de limpieza es la desventaja más importante de una válvula de globo.

Electroválvulas de vapor

Una electroválvula está controlada eléctricamente y puede ser de tipo lineal o rotativo. La válvula cuenta con un solenoide, una bobina eléctrica con un núcleo ferromagnético móvil (émbolo) en su centro. En la posición de reposo, el émbolo cierra un pequeño orificio. Una corriente eléctrica a través de la bobina crea un campo magnético. El campo magnético ejerce una fuerza ascendente sobre el émbolo que abre el orificio. Este es el principio básico utilizado para abrir y cerrar las electroválvulas. Las electroválvulas son rápidas. Por lo general, suelen estar cerradas, lo que significa que se abren cuando reciben energía. Estas válvulas necesitan ser alimentadas para permanecer en la posición de accionamiento, y son costosas.

Válvulas antirretorno para vapor

Una válvula de retención permite el flujo de fluido en una sola dirección. Tienen dos puertos, uno para la entrada de medios y otro para la salida de medios. Estas válvulas también se denominan válvulas antirretorno o válvulas unidireccionales y suelen utilizarse para evitar el reflujo en un sistema. Lea nuestro artículo sobre las válvulas de retención para saber más sobre la construcción, los tipos, el funcionamiento y las aplicaciones de las válvulas de retención.

Válvulas limitadoras de presión para vapor

Una válvula de liberación de presión se utiliza para controlar la presión dentro de un sistema determinado para evitar que el sistema aumente la presión y cause daños a los equipos circundantes. Si la presión del sistema supera el punto de ajuste de la válvula, ésta se abre y descarga el exceso de presión a la atmósfera o lo canaliza hacia otro lugar. Estas válvulas se utilizan en aplicaciones en las que el nivel de presión es crítico, como la industria petroquímica, el petróleo y el gas, y la generación de energía de vapor.

Criterios de selección

1. A la hora de seleccionar una válvula, es esencial reunir todos los parámetros relevantes del sistema en cuestión. Algunos pasos críticos a tener en cuenta son:
2. Considere la función del circuito de la válvula. Compruebe si la válvula funciona en condición de encendido/apagado o en condición de modulación. Consulte nuestro artículo sobre válvulas de control proporcional para obtener más información.
3. Observe el tiempo de respuesta de la válvula y la frecuencia de funcionamiento. Compruebe si la válvula debe estar abierta o cerrada durante largos periodos de tiempo. También hay que tener en cuenta el tiempo que tarda la válvula en abrirse o cerrarse.
4. El caudal deseado (valor Kv). Utilice nuestra calculadora de Kv para encontrar el tamaño de una válvula.
5. Determinar la presión máxima y la presión diferencial. Tenga en cuenta que las electroválvulas de accionamiento indirecto requieren un diferencial de presión permanente para funcionar correctamente.
6. Determinar la temperatura del fluido y del entorno. Para la carcasa se utilizan materiales de latón o de acero inoxidable. Para la junta, se puede utilizar EPDM o PTFE. Los fabricantes suelen elegir la carcasa de acero inoxidable y el sellado de PTFE para aumentar la durabilidad, evitar la oxidación y mejorar la longevidad.
7. La mayoría de las válvulas están especificadas para 12V o 24V para funcionar con una batería.

Aplicaciones

Las válvulas de vapor se utilizan ampliamente en aplicaciones de control de procesos. Una válvula de control diseñada para el vapor reduce la presión del vapor de entrada, controlando así la temperatura del vapor. Las válvulas de vapor se utilizan generalmente para sistemas de agua de alimentación de refrigeración y agua, tratamiento de aguas residuales, industrias alimentarias y farmacéuticas, manipulación de combustibles y protección contra incendios.

Noticias sobre la prohibición del Roundup

Los países de la Unión Europea han empezado a prohibir el glifosato, principal ingrediente químico del Roundup de Monsanto (actualmente adquirido por Bayer), fuera de la agricultura, con algunos ya en vigor y otros que lo harán en breve. Uno de los sectores más afectados es el de los servicios públicos de jardinería, que ya no pueden confiar en el Roundup para eliminar las malas hierbas. Una sustitución adecuada ha sido utilizar agua caliente y vapor para mantener el jardín y el césped de forma segura.

El 20 de marzo de 2015, la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer clasificó el glifosato como probable carcinógeno para los seres humanos. Esto provocó numerosas conversaciones en la UE dentro de cada país. La UE ha discutido sobre la prohibición de la sustancia para uso agrícola y privado, pero el 27 de noviembre de 2017 prorrogó su uso hasta el 15 de diciembre de 2022. Muchos países de la UE (Países Bajos y Bélgica, por nombrar algunos) y Estados Unidos han prohibido su uso fuera de la agricultura comercial. Austria se convirtió en el primer país de la UE en prohibir el glifosato en 2019, y Alemania ha decidido ir por fases y estar completamente libre de glifosato en 2023. Esto obligó a los usuarios privados y a los servicios públicos que confiaban en el Roundup a encontrar una nueva solución segura y eficaz.

Solución de sustitución para la prohibición del Roundup

Debido a esta prohibición, muchas empresas han recurrido al agua caliente y al vapor, ya que es barato, seguro, eficaz y es una solución a largo plazo para eliminar las malas hierbas. Mata eficazmente las malas hierbas al derretir el revestimiento y dañar gravemente la estructura celular de la planta, con lo que ésta no puede retener la humedad, lo que provoca su deshidratación. Dependiendo de la temperatura del agua, la planta puede morir en pocos minutos o días. En ocasiones, pueden ser necesarios tratamientos adicionales. Ten en cuenta que el agua caliente y el vapor también matan a las plantas buenas, por lo que hay que utilizarlo con precaución.

Preguntas frecuentes

¿Se pueden utilizar válvulas de bola en el vapor?

Sí. Asegúrese de tener el material de la carcasa y de la junta correcto para soportar la aplicación de vapor.

¿Qué tipo de válvula se utiliza en el vapor?

Es habitual ver válvulas de solenoide y válvulas de bola para aplicaciones de vapor. Sin embargo, depende de la aplicación, y el tipo de material es fundamental.