válvula de compuertaEs producto de la revolución industrial. Si bien algunos diseños de válvulas, como las de globo y las de macho, existen desde hace mucho tiempo, las válvulas de compuerta han dominado la industria durante décadas, y solo recientemente cedieron una gran cuota de mercado a las válvulas de bola y de mariposa.

La diferencia entre una válvula de compuerta, una válvula de bola, una válvula de macho y una válvula de mariposa radica en que el elemento de cierre, llamado disco, compuerta u oclusor, asciende por la parte inferior del vástago o husillo de la válvula, sale del paso de agua y entra en la parte superior de la válvula, llamada bonete, y gira a través del husillo en múltiples vueltas. Estas válvulas, que abren linealmente, también se conocen como válvulas multivuelta o lineales, a diferencia de las válvulas de cuarto de vuelta, cuyo vástago gira 90 grados y normalmente no asciende.

Las válvulas de compuerta están disponibles en docenas de materiales y presiones nominales diferentes. Su tamaño varía desde un NPS de ½ pulgada (apto para la mano) hasta un NPS de 144 pulgadas (para camiones grandes). Las válvulas de compuerta están hechas de piezas fundidas, forjadas o componentes fabricados mediante soldadura, aunque el diseño de fundición es el predominante.

Uno de los aspectos más atractivos de las válvulas de compuerta es que pueden abrirse completamente con mínima obstrucción o fricción en los orificios de flujo. La resistencia al flujo que ofrece una válvula de compuerta abierta es prácticamente la misma que la de una sección de tubería con el mismo tamaño de puerto. Por lo tanto, las válvulas de compuerta se siguen considerando para aplicaciones de bloqueo o de apertura/cierre. En algunos términos de válvulas, las válvulas de compuerta se denominan válvulas de globo.

Las válvulas de compuerta generalmente no son aptas para regular el flujo ni para operar en cualquier dirección que no sea la de apertura o cierre total. Usar una válvula de compuerta parcialmente abierta para estrangular o regular el flujo puede dañar la placa o el anillo del asiento de la válvula, ya que, en un entorno de flujo parcialmente abierto que causa turbulencia, las superficies del asiento de la válvula colisionan entre sí.

Estilo de válvula de compuerta

Desde el exterior, la mayoría de las válvulas de compuerta parecen similares. Sin embargo, existen diversas posibilidades de diseño. La mayoría de las válvulas de compuerta constan de un cuerpo y una tapa, que contiene un elemento de cierre llamado disco o compuerta. El elemento de cierre está conectado al vástago que atraviesa la tapa y, finalmente, al volante u otro mecanismo de accionamiento para accionar el vástago. La presión alrededor del vástago de la válvula se controla mediante la compresión de la empaquetadura en el área o cámara de empaquetadura.

El movimiento del plato de la válvula de compuerta sobre el vástago determina si este se eleva o se atornilla en el plato durante la apertura. Esta reacción también define los dos estilos principales de vástago/disco para válvulas de compuerta: vástago ascendente y vástago no ascendente (NRS). El vástago ascendente es el diseño de vástago/disco más popular en el mercado industrial, mientras que el vástago no ascendente se ha utilizado desde hace tiempo en la industria de obras hidráulicas y tuberías. Algunas aplicaciones navales que aún utilizan válvulas de compuerta y tienen espacios reducidos también utilizan el estilo NRS.

El diseño de vástago/bonete más común en válvulas industriales es el de rosca externa y yugo (OS&Y). Este diseño es más adecuado para entornos corrosivos, ya que las roscas se ubican fuera del área de sellado del fluido. Se diferencia de otros diseños en que el volante está fijado al casquillo en la parte superior del yugo, no al vástago, de modo que no se eleva cuando la válvula está abierta.

Segmentación del mercado de válvulas de compuerta

Si bien en los últimos 50 años las válvulas rotativas de ángulo recto han ocupado una gran parte del mercado de válvulas de compuerta, algunas industrias aún dependen en gran medida de ellas, como la del petróleo y el gas. Si bien las válvulas de bola han avanzado en los gasoductos, los oleoductos o ductos de crudo o líquidos siguen siendo el lugar donde se utilizan válvulas de compuerta de asiento paralelo.

En el caso de tamaños mayores, las válvulas de compuerta siguen siendo la opción principal para la mayoría de las aplicaciones en la industria de refinación. La robustez del diseño y el costo total de propiedad (incluyendo la economía de mantenimiento) son los puntos fuertes de este diseño tradicional.

En cuanto a su aplicación, muchos procesos de refinería utilizan temperaturas superiores a la temperatura de operación segura del teflón, el principal material de asiento de las válvulas de bola flotantes. Las válvulas de mariposa de alto rendimiento y las válvulas de bola con sello metálico se están utilizando cada vez más en aplicaciones de refinería, aunque su costo total de propiedad suele ser mayor que el de las válvulas de compuerta.

La industria de las plantas de tratamiento de agua aún está dominada por válvulas de compuerta de hierro. Incluso en aplicaciones enterradas, son relativamente económicas y duraderas.

La industria energética utilizaválvulas de compuerta de aleaciónPara aplicaciones que implican presiones y temperaturas muy altas. Si bien se han encontrado en la central eléctrica válvulas de globo tipo Y y válvulas de bola con asiento metálico más recientes, diseñadas para el servicio de bloqueo, las válvulas de compuerta siguen siendo las preferidas por los diseñadores y operadores de plantas.