Historia:
En la época Romana y periodo de colonización islámica en España como demuestran vestigios encontrados de rudimentarios objetos de piedra que servían para interrumpir o desviar el flujo del agua ya sea con piedras o troncos de árboles. Un uso mas resiente data de la época de la Revolución Industrial y la utilización del vapor como forma de energía capaz de mantener las maquinas en funcionamiento, la construcción de canales, proyectos de riego y otros sistemas hidráulicos incluyeron más válvulas sofisticadas.
En 1705 Thomas Newcomen inventó la primera máquina de vapor, que necesitaba de válvulas que fueran capaces de contener y regular el vapor a altas presiones. A medida que inventores como James Watt diseñaban nuevas máquinas, estos iban mejorando el diseño de las válvulas.
Es desde el Siglo XX cuando, al igual que sucede con el resto de aparatos de ingeniería e industriales, se produce el desarrollo de las Válvulas desde sus primitivos diseños a los sofisticados y específicos de la actualidad.
En nuestro entorno industrial no podríamos concebir la no existencia de Válvulas; en un sistema hidráulico de tuberías existen tres grandes elementos principales: la bomba que produce la presión necesaria para la impulsión de los fluidos, las tuberías que conducen estos fluidos y, naturalmente, las Válvulas, encargadas de controlar los fluidos. Sin la existencia de estas los fluidos viajarían a través de las tuberías sin posibilidad de ser utilizados para un propósito.
El mismo leonardo davinci dejo un legado de bocetos:
Definición Y/O Función:
Válvula es un instrumento de regulación y control de fluido. Un significado más completo describe la válvula (también conocida como llave) es un dispositivo mecánico con el cual se puede iniciar, detener o regular la circulación (paso) de líquidos o gases, mediante una pieza movible que abre, cierra u obstruye en forma parcial uno o más orificios o conductos. Hay que diferenciar que existen válvulas que dejan pasar un fluido en un sentido y lo impiden en el contrario (incluido el llamado fluido eléctrico), como suele suceder en el uso de válvulas industriales, campo en el que puede considerarse como instrumento básico.
Debido a su diseño y materiales sirven para abrir y cerrar, conectar y desconectar, regular, modular o aislar productos corrosivos o tóxicos. Sus tamaños van desde unos milímetros hasta los 90 m o más de diámetro (aunque en tamaños grandes suelen llamarse compuertas). Pueden trabajar con presiones que van desde el vacío hasta más de 140 MPa (megapascales) y temperaturas desde las criogénicas hasta 1100 K (kelvin). En algunas instalaciones se requiere un sellado absoluto; en otras, las fugas o escurrimientos no tienen importancia.
Partes Generales De Una Válvula:
Actuador:
Este suele ser también llamado accionador o motor, puede ser neumático, eléctrico, hidráulico, manual(volante, dado),dicho actuador es un dispositivo capaz de transformar energía hidráulica, neumática o eléctrica en la activación de un proceso con la finalidad de generar un efecto sobre un proceso automatizado. Aproximadamente el 90% de las válvulas utilizadas en la industria son accionadas neumáticamente. Los actuadores neumáticos constan básicamente de un diafragma, un vástago y un resorte. Lo que se busca en un actuador de tipo neumático es que cada valor de la presión recibida por la válvula corresponda una posición determinada del vástago.
Cuerpo:
El cuerpo de una válvula esta provisto de un obturador o tapón, los asientos del mismo y una serie de accesorios. La unión entre la válvula y la tubería puede hacerse por medio de bridas soldadas o roscadas directamente a la misma. El tapón es el encargado de controlar la cantidad de fluido que pasa a través de la válvula y puede accionar en la dirección de su propio eje mediante un movimiento angular unido por medio de un vástago al actuador.
Partes Comunes O Habituales De Las Válvulas:
Actuador:
Es el mecanismo que acciona la apertura o el cierre de una válvula desde 0% de paso hasta el 100%.
Eje:
Convierte el torque del actuador hacia el obturador y fija el mismo.
Cuerpo:
Partes visibles o externas de las válvulas, retienen la presión de los componentes internos.
Empaquetadura del eje:
Se encuentra alrededor del eje y asegura el perfecto sellado del paso.
Pernos o tornillos:
Son elementos metálicos que unen las partes fundamentales de la válvula (cuerpo, tapa y actuador ), dependiendo de la válvula, también depende la cantidad de estos que necesite para el correcto aseguramiento.
Asiento:
En esta parte de realiza el cierre con el obturador.
Obturador:
Es la pieza que se encarga del la interrupción del paso, su material puede variar dependiendo del uso.
Juntas de cierre:
Este elemento generalmente de composición elástica, tiene como función el sellado perfecto del paso.
Tipo de conexión / extremos:
En esta parte de la válvula se realiza la conexión con las siguientes piezas del sistema como suelen ser tuberías o niples, dicha conexión puede estar dada en distintos tipos como lo son:
Menú Categorías De Válvulas:
Existen múltiples tipos de sistemas y lineas de trasporte de fluidos caseras como industriales, cada uno de estos tipos con sus respectivos requerimientos de funcionamiento, por esos desde 1705 con las primeras válvulas se vio la necesidad de crear múltiples diseños para suplir las distintas necesidades de funcionamiento, dimensiones y materiales; teniendo en mente en esto se explicaran nueve tipos de válvulas que son mas comunes que se fabrican:
Tipos De Válvulas:
Teniendo en cuenta la función que cumple dentro de una linea de trasporte de fluidos, los diseños también pueden estar determinados para una función especifica, dichas funciones pueden estar divididas en 4 generales:
| # | Funcionamiento | Descripción |
|---|---|---|
| 1 | Aislamiento | Suspende o regulan el paso de una linea al instante en que se haga necesario; existen dos grandes grupos dentro de ese tipo: A. Aislamiento Lineal (Válvulas Globo, Compuerta, Diafragma, Guillotina). B. Aislamiento Rotatorias (Válvulas de Bola, Macho, Mariposa). |
| 2 | Retención | En caso de una linea pierda su caudal o presión su función es evitar que el flujo retroceda por su canal emisor. |
| 3 | Regulación | Su principal función principal es la regulación del caudal que paso por la linea, pero dependiendo de su diseño puede ser utilizada para desviar,mezclar, abrir y cerrar. |
| 4 | Seguridad | En ciertos proyectos los caudales de una linea suelen llevar un presión elevada, al salir de control esta presión estas válvulas se pueden utilizar para proteger equipos y personas. |
Mantenimiento:
En el mercado existen muchos tipos y diseños de válvulas, cada una de ellas con sus condiciones técnicas especificas que las hacen únicas, por lo cual antes de realizar o contratar a alguien para realizar mantenimiento a válvulas, hay que asesorarse sobre el correcto mantenimiento de la válvula en especifico.
Preventivo:
Este tipo de mantenimiento de realiza con tipo de frecuencia en el tiempo, y con un adecuado cronograma (abrir ventana de mantenimiento) ya que en algunos casos hay que desviar o detener el paso del fluido en la linea para su debido mantenimiento, ademas del tiempo que toma la revisión y sustitución de piezas defectuosas, este mantenimiento debe ser realizado en la totalidad de la válvula y sus partes, sin tener en cuenta el estado en que se encuentren actualmente, la vida útil de una válvula esta dado en años, pero existen factures ambientales o de manipulación que pueden afectar su correcto funcionamiento como partículas duras en el interior de la tubería, vástagos a la intemperie, falta de lubricación en algunas de sus partes.
Tener un cronograma de mantenimientos a lo largo de la vida útil de la válvula, es beneficio cualitativo y cuantitativo, cualitativamente al aumentar el tiempo productivo de la válvula, su correcto funcionamiento ademas de confiabilidad en los equipos; cuantitativamente por que puede ayudar a tener un correcto presupuesto de los equipos y evitar costo y tiempos no programados a la hora de una falla en componentes de la linea.
Hacer maniobras controladas de apertura cierre con cierta frecuencia de tiempo para descartar posibles problemas de manera visual en los componentes de la linea.
Predictivo:
(Valve Predictive Maintenance) Este es un tipo de mantenimiento dinámico, en el que a través de dispositivos tecnológicos se logra hacer un diagnostico integral de las válvulas y sus componentes sin la necesidad de hacer un desmonte o parar el transporte de un fluido en un par de horas, no se puede utilizar la válvula durante esta prueba de diagnóstico pero el impacto es mucho menor a un desmonte completo, ademas con antelación se puede saber cuando o cuales válvulas deben tener un mantenimiento preventivo o en su defecto correctivo, con esto se logra un ahorro en tiempo y financiero.
Correctivo:
Este tipo se da cuando la válvula ya tiene una falla evidente en su funcionamiento o un rompimiento en su estructura física, la cual traduce en un desvió o alto total en la conducción de fluido entre otras consecuencias, ¿y cual es la magnitud de la falla? todo esto dependerá de donde y de que forma se presente, existen fallas generalizadas como:
Falla de ensamblado:
Los componentes de una linea están unidos en sus extremos, dichos extremos pueden ser: bridados, soldados, roscados y ranurados en el caso de la red contra incendios, este tipo de falla no suele detectarse visualmente por un obvio escape de fluido, o un ruido de chorro en escape, esta falla debe ser tratado con rapidez ya que la perdida de fluido va a ocasionar gastos financieros adicionales y si el fluido es corrosivo o ácido un daño ambiental a su alrededor.
Corrosión:
Falla generada por condiciones medio-ambientales, sustancias químicas, elementos corrosivos o ácidos, que llevan al deterioro físico de puntos especificativos o completamente de toda la válvula, en este caso se deben tomar acciones como el caso de utilizar recubrimientos resistentes a esas condiciones, el cambio de válvula por la de otro material, cubrir el vástago para evitar la entrada de partículas a este.
Rotura o fractura:
Es un debilitamiento físico de la válvula, como resultante una separación no esperada del cuerpo o componentes de la misma, esta puede tener múltiples causas como corrosión, vibraciones de la linea, golpes con herramientas o exenciones, automóviles, maquinaria amarilla, o cualquier otro tipo de elemento que pueda generar impacto en la válvulas.
Erosión:
Desgaste y modelación del cuerpo de la válvula o de sus componentes causados por la acción del viento, la lluvia, los procesos fluviales, marítimos y glaciales, y por la acción de los seres vivos.