Las válvulas de compuerta y las válvulas de bola se utilizan ampliamente en diversos sectores industriales y aplicaciones domésticas.
Ambas están disponibles en diferentes clases de presión y temperatura, lo que las hace adaptables a numerosos escenarios de manejo de fluidos. Aunque su finalidad principal es el control del flujo, sus distintas configuraciones determinan su idoneidad para entornos específicos.
La elección entre una válvula de compuerta y una válvula de bola depende principalmente del uso previsto. Las válvulas de compuerta son más adecuadas para aplicaciones que requieren flujo total sin restricciones o cierre completo. Están diseñadas para servicio “on/off”, es decir, pueden estar totalmente abiertas o totalmente cerradas. Esta característica las hace ideales para aislar secciones de redes de tuberías donde es esencial una mínima pérdida de carga cuando la válvula está abierta. Algunos ejemplos incluyen redes de suministro de agua, oleoductos y gasoductos para aislamiento, así como sistemas de vapor en centrales eléctricas.
Por el contrario, las válvulas de bola destacan en aplicaciones que requieren cierre rápido, estanqueidad fiable y, en ciertos casos, una estrangulación moderada. Su accionamiento de cuarto de vuelta permite una respuesta rápida, lo que las hace adecuadas para paradas de emergencia. Las válvulas de bola se utilizan ampliamente en sistemas HVAC, en la industria química y en la industria alimentaria y de bebidas, especialmente donde el control rápido y una excelente estanqueidad son fundamentales. También son preferidas en aplicaciones con gases, donde una estanqueidad hermética a largo plazo es indispensable.
Mecanismo de funcionamiento
La diferencia fundamental entre válvulas de compuerta y válvulas de bola radica en su mecanismo interno de control del flujo.
Válvulas de compuerta: una válvula de compuerta utiliza una barrera, generalmente un disco plano o en forma de cuña, que se desplaza perpendicularmente al paso del fluido. Cuando la válvula está completamente abierta, la compuerta se eleva totalmente fuera del paso del fluido, minimizando la resistencia y la pérdida de carga. Para cerrar la válvula, la compuerta desciende apoyándose firmemente contra los asientos, creando un cierre hermético y bloqueando el flujo. El movimiento requiere normalmente varias vueltas del vástago mediante el actuador para completar la apertura o el cierre.
Válvulas de bola: una válvula de bola utiliza una esfera perforada con un orificio central. La esfera se aloja en el cuerpo de la válvula y se posiciona entre dos asientos. Un vástago conectado a la esfera permite su rotación. En posición abierta, el orificio se alinea con el paso del fluido, permitiendo el flujo.
Para interrumpir el flujo, la esfera gira 90 grados, colocando el orificio perpendicular al paso del fluido y bloqueándolo eficazmente. Este mecanismo de cuarto de vuelta permite una apertura y cierre rápidos.
Ventajas y desventajas
Cada tipo de válvula presenta un conjunto específico de ventajas y limitaciones que influyen en su idoneidad para determinadas aplicaciones.
Ventajas de las válvulas de compuerta:
- Baja pérdida de carga: cuando están totalmente abiertas, ofrecen mínima resistencia al flujo.
- Buena capacidad de sellado: proporcionan cierre hermético cuando están completamente cerradas.
- Flujo bidireccional: muchos diseños permiten flujo en ambos sentidos.
- Amplia gama de tamaños: disponibles en múltiples dimensiones y clases de presión.
Desventajas de las válvulas de compuerta:
- No aptas para estrangulación: la apertura parcial puede provocar desgaste y erosión acelerados.
- Operación lenta: el mecanismo multivuelta implica tiempos mayores de maniobra.
- Mayor espacio de instalación: las válvulas de compuerta de vástago ascendente requieren espacio vertical considerable.
- Desgaste potencial: la compuerta y los asientos pueden deteriorarse con el tiempo.
Ventajas de las válvulas de bola:
- Operación rápida: el giro de 90° permite apertura y cierre inmediatos.
- Excelente estanqueidad: proporcionan cierre altamente hermético y fiable.
- Diseño compacto: generalmente requieren menor espacio de instalación.
- Bajo mantenimiento: suelen requerir mantenimiento mínimo.
- Durabilidad: reconocidas por su larga vida útil.
Desventajas de las válvulas de bola:
- No ideales para lodos densos: los diseños estándar pueden no ser adecuados para medios altamente viscosos o con sólidos.
- Limitaciones de temperatura: los materiales de los asientos pueden degradarse a temperaturas muy elevadas.
- Riesgo de golpe de ariete: el cierre rápido puede incrementar este fenómeno.
- Erosión en servicio de estrangulación: la operación parcial continua puede aumentar el desgaste.
- La elección entre válvulas de compuerta y válvulas de bola es una decisión de ingeniería crítica que impacta significativamente la eficiencia, seguridad y vida útil del sistema de manejo de fluidos.
Un conocimiento profundo de estas diferencias permite una selección informada de la válvula más adecuada. Además del conocimiento del equipo principal, es igualmente importante evaluar todos los componentes que contribuyen al rendimiento global del sistema, como los asientos.
Asimismo, es fundamental colaborar con proveedores capaces de aportar experiencia técnica, know-how y capacidad de ingeniería para diseñar un sistema optimizado con máximas prestaciones y costos operativos reducidos.