El ser humano ha basado gran parte de sus invenciones en la observación de la naturaleza y, en ocasiones, de su propio cuerpo. Se dice que las fuentes de inspiración están en nuestras propias narices, y no podría ser más cierto. Solamente tenemos que comparar el funcionamiento de las válvulas industriales con las de nuestro propio corazón para observar un patrón en su funcionamiento. Y es que la naturaleza es muy sabia, pero los seres humanos contamos con el ingenio y la imaginación necesarios para potenciar sus creaciones.
Aunque no lo pensemos, las válvulas forman parte de muchos procesos que vivimos y realizamos todos los días. Cuando usamos un grifo, por ejemplo, necesitamos la intervención de una válvula para que el sistema funcione adecuadamente. Así que hoy haremos un breve repaso por su funcionamiento y las piezas que las componen para entender cómo funcionan y lo similares que pueden ser a un mecanismo natural. ¡Vamos allá!
Su origen
Las válvulas industriales, como la mayoría de inventos, tienen unos predecesores a lo que son hoy en día. Para encontrarlos tenemos que remontarnos a aproximadamente la época romana. Aquí es donde se han encontrado los primeros objetos de piedra que buscaban interrumpir o desviar el flujo del agua. Durante la colonización islámica en España también se han descubierto herramientas de este tipo.
Pero, para encontrar las válvulas tal y como las entendemos en la actualidad debemos avanzar hasta la Revolución Industrial. El uso del vapor para hacer funcionar las máquinas y en las fábricas hizo que en el siglo XX hubiese un desarrollo inmenso de las válvulas. Por fin abandonaron diseños más primitivos para sofisticarse.
Actualmente, sobre todo en el sector industrial, las válvulas son ya elementos indispensables en sistemas hidráulicos junto a las bombas. Ayudan a controlar fluidos, ya que si no estos viajarían sin más por las tuberías sin darles un uso práctico.
¿Qué son las válvulas industriales?
Al final, una válvula es un mecanismo o sistema que ayuda a regular el flujo de un tipo de fluido, normalmente agua, aunque también se utiliza con gases o sólidos. Está diseñada para abrir, cerrar u obstruir parcialmente ciertos pasajes, los que elija el personal competente según el circuito. Sin las válvulas industriales sería imposible o muy difícil controlar las altas presiones en entornos industriales, ya que además están diseñadas para resistir años de uso en condiciones complejas. De hecho, la mayoría de servicios públicos, como suministros de agua, petróleo y/o gas, dependen en gran medida de válvulas industriales de alta resistencia.
Eso sí, como existen tantas aplicaciones para las válvulas industriales, ha sido necesario crear varios tipos, cada uno adecuado a un propósito y con unas necesidades cumplidas. También hay que tener en cuenta las distintas industrias que lo usarán con sus propios objetivos. Estas válvulas son fundamentales para controlar el flujo de fluidos y prevenir fugas en sistemas de tuberías.
Además, la selección adecuada de fittings, combinada con las válvulas apropiadas, contribuye significativamente a evitar fugas y garantizar la integridad de los sistemas, algo que se debe controlar especialmente en el sector del petróleo y el gas. Por ello más abajo explicaremos los diversos tipos que existen y sus características principales. En este enlace podrás consultar si distribuimos la marca que estás buscando y las características de nuestros productos.
Partes básicas
Sin embargo, antes de escoger un modelo hay que saber cómo opera y cuales son las piezas en común que cualquier válvula industrial debe tener para desarrollar correctamente su función:
El obturador
Genera la interrupción del fluido. Si la pieza es metálica también se la suele llamar disco.
El eje o husillo
Es la parte que conduce y fija el obturador.
El asiento
Es donde se realiza el cierre a través del contacto con el obturador.
La empaquetadura del eje
Está montada alrededor del eje metálico y asegura la estanqueidad a la atmósfera del fluido.
Las juntas de cierre
Con una función similar a la de la empaquetadura (asegurar la estanqueidad, en esta caso del obturador), esta pieza va montada normalmente alrededor del órgano de cierre, pero no es una norma fija. Dependerá de las necesidades del modelo.
El cuerpo y la tapa
Son las partes que se encargan de retener la presión y que envuelven las partes internas de las válvulas.
Los extremos
Permiten la conexión a la tubería y pueden ser bridados, soldados, roscados, ranurados o no tener incluso. Esto significa que, en esos casos, la válvula se acoplaría a la tubería solo por las uniones externas.
Los pernos de unión
Se encargan de unir cuerpo y tapa de la válvula entre ellos. Para asegurar la estanqueidad atmosférica hay que colocar juntas entre ambas superficies metálicas.
El accionamiento. Como su propio nombre indica, es el mecanismo que acciona la válvula.
¿Por qué las válvulas industriales son tan importantes?
Las válvulas industriales son esenciales en diversos procesos industriales ya que, como hemos explicado, controlan el flujo de fluidos, gases y otros materiales en los sistemas de tuberías. Su importancia se extiende a numerosas áreas, desde la producción de alimentos y bebidas hasta la industria del petróleo y gas, pasando por la industria química, farmacéutica y manufacturera en general.
Incluso en aplicaciones criogénicas estas válvulas son fundamentales. Además de regular el flujo, contribuyen a prevenir fugas, reducen el consumo de energía y protegen equipos críticos, promoviendo así la seguridad de los trabajadores y la sostenibilidad ambiental en las operaciones industriales.
Tipos
Lo prometido es deuda, así que pasemos ahora a comentar los tipos de válvulas industriales más comunes y usados en las distintas industrias:
De aislamiento lineal
Su movimiento es de arriba hacia abajo para cerrar y de abajo hacia arriba para abrir. Este tipo de válvulas tienen un cierre y una apertura lentos, controlados por un volante multi-vuelta. Son fundamentales para el manejo de fluidos compresibles, como el vapor, ya que su tipo de cierre evita posibles fenómenos hidráulicos que podrían dañar tanto la válvula como el sistema en general.
De aislamiento giratorio
Tienen un movimiento rotatorio de eje con una carrera total de 90 grados. Estas válvulas se caracterizan por tener una apertura y un cierre más rápidos que el primer tipo que hemos comentado. Suelen emplearse para transportar fluidos no compresibles en estado líquido y a bajas presiones de ejercicio. Suelen accionarse mediante una palanca de agarre.
De retención
Se activan con la presión del fluido en cuestión y permiten su paso a la vez que evitan que retroceda hacia la parte presurizada una vez que cesa la presión del sistema. Son unidireccionales, por lo que se abren en el sentido del flujo y se cierran en el sentido opuesto.
Dentro de las válvulas de retención existen a su vez sub-tipos dependiendo del diseño. Nosotros destacamos las de tipo Clapeta oscilante o excéntrica, las de disco partido o doble plato, las de disco con muelle, las de bola, las labiadas o las de tipo pistón.
La elección de un diseño u otro se basará siempre en los criterios de selección del usuario. Dicho de otra manera, todo dependerá de la instalación existente o que se planee, de las conexiones a tuberías, los materiales constructivos, la mayor o menor pérdida de carga, la naturaleza del fluido (cargados, viscosos, sucios…), el mantenimiento, las temperaturas y las presiones.
De regulación
También conocidas como válvulas de control, las más comunes son las que se activan mediante una fuente de energía externa (eléctrica o neumática). Son el componente final del sistema de control a través del cual el fluido circula. Se utilizan principalmente en procesos que requieren movimientos continuos y una regulación precisa. Sin embargo, no todas las válvulas de regulación las controlan fuentes de energía externa. Aquellas que tienen un obturador caracterizado (cónico o parabólico) y se accionan manualmente también son válvulas de regulación. Las válvulas autoaccionadas, por otra parte, se clasifican como válvulas de apertura y cierre (on/off) porque no permiten ajustes parciales del flujo. Sin embargo, sí pueden desempeñar funciones de control en el sistema.
De seguridad y alivio
Este tipo de válvulas se activan automáticamente por la presión del fluido para evitar la sobrepresión en recipientes, líneas y otros equipos. Suelen contar con un diseño de 90 grados para facilitar la evacuación del fluido del sistema. Están compuestas por un resorte ajustado con anterioridad a una presión específica por encima de la que se activan, liberando el fluido. Una vez este ha sido evacuado y la presión vuelve a un nivel seguro, las válvulas retornan a su posición cerrada inicial. La utilización de las mismas es crucial en recipientes presurizados para prevenir la deformación o rotura por culpa del aumento de presión.
¿Qué pasará en el futuro?
Ningún sector se libra de la evolución que está viviendo la tecnología junto con la llamada Industria 4.0. Esta se caracteriza por un elemento en cuestión, la automatización. Junto con la revolución del mecanizado CNC, esta nueva industria está transformando la forma de fabricar válvulas industriales.
Además de la ya comentada automatización, se están implementando mejoras sustanciales en la precisión y la eficiencia de su fabricación. Esto se traduce en beneficios significativos para diversas industrias. Desde la optimización de los procesos de fabricación hasta la personalización de productos y la reducción de tiempos de entrega, la introducción de estas tecnologías sin duda tiene todavía mucho que ofrecer.
La inteligencia artificial y el aprendizaje automático también tienen cabida en la producción de válvulas porque mejora su mecanizado. Sumando sistemas de monitoreo en tiempo real y análisis predictivo, las empresas podrán optimizar la producción, anticipar posibles fallos y mejorar la fiabilidad de sus productos.
Este enfoque automatizado no solo promete revolucionar aún más la industria, sino que abre nuevas puertas a la innovación y a la competitividad global. El camino, por supuesto, no estará libre de dudas, fallos y dificultades. Por eso, en estos momentos de tanto cambio, viene bien tener de tu lado una empresa que trabaje en equipo con el objetivo de aportar las mejores soluciones y servicios al mantenimiento industrial.
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