TEMA 3 DE LA UNIDAD IV. VÁLVULA LINEALES Y ROTATIVAS

1. Universidad de Oriente
Núcleo de Monagas
Ingeniería de Sistemas
Cursos Especiales de Grado
Automatización y Control de Procesos Industriales
VÁLVULAS LINEALES Y ROTATIVAS
UNIDAD IV – ELEMENTOS FINALES DE CONTROL
Seminario: Instrumentación y Control Industrial
Equipo SCADA
Vanessa A. Villalobos B. C.I.: 18.173.743
José D. Figuera M. C.I.: 16.516.398
Tutor: Edgar Goncalves
Maturín, Marzo 2014

2. ÍNDICE
INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 1
MARCO TEÓRICO.................................................................................................. 2
1. VÁLVULA................................................................................................... 2
2. VÁLVULA DE CONTROL .......................................................................... 2
3. ACTUADOR ............................................................................................... 2
4. CUERPO DE LA VÁLVULA....................................................................... 2
5. TIPOS DE VÁLVULAS............................................................................... 3
5.1. VÁLVULAS LINEALES. (VÁLVULAS DE MOVIMIENTO LINEAL) ... 3
5.1.1. MULTIGIRO (VÁLVULAS DE MOVIMIENTO LINEAL)................ 3
5.1.2. TIPOS DE VALVULAS LINEALES. ............................................. 3
5.2. VALVULAS ROTATIVAS. (CUARTO DE GIRO) ................................ 4
5.2.1. TIPOS DE VALVULAS ROTATIVAS. .......................................... 4
6. EJEMPLOS ................................................................................................ 6
DISCUSIÓN ............................................................................................................ 8
CONCLUSIONES.................................................................................................. 10
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS...................................................................... 11

3. 1
INTRODUCCIÓN
En la industria se presenta, repetidamente, la necesidad de conocer y entender
el funcionamiento de los instrumentos y el papel que juegan dentro del control del
proceso. Los instrumentos de control están universalmente aceptados. Hoy en día,
es inimaginable la existencia de una industria moderna sin instrumentos. Y,
aunque existiera, las necesidades, que crea el mercado, de obtener productos
terminados con las garantías de calidad exigidas y en la calidad suficiente para
que el precio obtenido sea competitivo, forzarían a modificar la industria,
incluyendo en la transformación subsiguiente la automatización del proceso
mediante los instrumentos de medición y control. En la mayor parte de los
procesos industriales aparecen las válvulas de control que formados con otros
elementos, actúan conjuntamente y garantizan una operación controlada y
eficiente de la planta junto con otros equipos automáticos.

4. 2
MARCO TEÓRICO
1. VÁLVULA
Una válvula se puede definir como un aparato 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.
Las válvulas se pueden controlar manuales, eléctricas, neumáticas, mecánicas,
hidráulicamente por combinaciones de dos o más de estos métodos. Los factores
que determinan el método de control incluyen el propósito de la válvula, el diseño
y el propósito del sistema, la localización de la válvula dentro del sistema, y la
disponibilidad de la fuente de energía.
2. VÁLVULA DE CONTROL
La válvula automática de control generalmente constituye el último elemento en
un lazo de control instalado en la línea de proceso y se comporta como un orificio
cuya sección de paso varia continuamente con la finalidad de controlar un caudal
en una forma determinada.
Las válvulas de control constan básicamente de dos partes que son: la parte
motriz o actuador y el cuerpo.
3. ACTUADOR
El actuador también llamado accionador o motor, puede ser neumático,
eléctrico o hidráulico, pero los más utilizados son los dos primeros, por ser las más
sencillas y de rápida actuaciones. 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.
4. CUERPO DE LA VÁLVULA
Está 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. Esta unido por
medio de un vástago al actuador. [1]

5. 3
5. TIPOS DE VÁLVULAS.
Debido a las diferentes variables, no puede haber una válvula universal; por
tanto, para satisfacer los cambiantes requisitos de la industria se han creado
innumerables diseños y variantes con el paso de los años, conforme se han
desarrollado nuevos materiales.
Por la operatividad del obturador de la válvula. La forma como se desplaza el
obturador define la geometría y modo de funcionamiento de la válvula.
Las válvulas pueden clasificarse según diferentes características:
5.1.VÁLVULAS LINEALES. (VÁLVULAS DE MOVIMIENTO LINEAL)
El vástago de la válvula empuja el obturador mediante un movimiento lineal
directo. La mayoría de estas válvulas están actuadas por un actuador lineal o
multigiro (también de movimiento lineal).
Generalmente las válvulas lineales pasan a ser de tipo multigiro cuando en vez
de ser operadas por un actuador, lo son de forma manual.
5.1.1. MULTIGIRO (VÁLVULAS DE MOVIMIENTO LINEAL)
El obturador se desplaza siguiendo un movimiento lineal provocado por el
empuje que hace su eje al girar sobre una rosca. La operación es lenta, pero
permite posicionar de forma precisa y estable el obturador, requisito en algunas
válvulas de control. Pueden ser operadas manualmente o mediante un actuador
tipo multigiro. [2]
5.1.2. TIPOS DE VALVULAS LINEALES.
 VÁLVULA DE GLOBO.
Una válvula de globo es de vueltas múltiples, en la cual el cierre se logra por
medio de un disco o tapón que sierra o corta el paso del fluido en un asiento que
suele estar paralelo con la circulación en la tubería.
Recomendada para:
 Estrangulación o regulación de circulación.
 Para accionamiento frecuente.
 Para corte positivo de gases o aire.
 Cuando es aceptable cierta resistencia a la circulación.
Aplicaciones:
Servicio general, líquidos, vapores, gases, corrosivos, pastas semilíquidas.

6. 4
 VÁLVULA DE DIAFRAGMA.
Las válvulas de diafragma son de vueltas múltiples y efectúan el cierre por
medio de un diafragma flexible sujeto a un compresor. Cuando el vástago de la
válvula hace descender el compresor, el diafragma produce sellamiento y corta la
circulación.
Recomendada para:
 Servicio con apertura total o cierre total.
 Para servicio de estrangulación.
 Para servicio con bajas presiones de operación.
Aplicaciones:
Fluidos corrosivos, materiales pegajosos o viscosos, pastas semilíquidas
fibrosas, lodos.
 VALVULAS DE COMPUERTA.
La válvula de compuerta es de vueltas múltiples, en la cual se cierra el orificio
con un disco vertical de cara plana que se desliza en ángulos rectos sobre el
asiento.
Recomendada para
 Servicio con apertura total o cierre total, sin estrangulación.
 Para uso poco frecuente.
 Para resistencia mínima a la circulación.
 Para mínimas cantidades de fluido o liquido atrapado en la tubería.
Aplicaciones
Servicio general, aceites y petróleo, gas, aire, pastas semilíquidas, líquidos
espesos, vapor, gases y líquidos no condensables, líquidos corrosivos. [1]
5.2.VALVULAS ROTATIVAS. (CUARTO DE GIRO)
El obturador y eje tienen un giro de 0º a 90º desde la posición totalmente
abierta a cerrada. Son válvulas de rápida abertura. Pueden ser operadas
manualmente o mediante un actuador tipo cuarto-de-giro. [2]
5.2.1. TIPOS DE VALVULAS ROTATIVAS
 VALVULA DE BOLA.
Las válvulas de bola son de ¼ de vuelta, en las cuales una bola taladrada gira
entre asientos elásticos, lo cual permite la circulación directa en la posición abierta

7. 5
y corta el paso cuando se gira la bola 90° y cierra el conducto.
Recomendada para:
 Para servicio de conducción y corte, sin estrangulación.
 Cuando se requiere apertura rápida.
 Para temperaturas moderadas.
 Cuando se necesita resistencia mínima a la circulación.
Aplicaciones
Servicio general, altas temperaturas, pastas semilíquidas.
 VALVULA MARIPOSA.
La válvula de mariposa es de ¼ de vuelta y controla la circulación por medio de
un disco circular, con el eje de su orificio en ángulos rectos con el sentido de la
circulación.
Recomendada para:
 Servicio con apertura total o cierre total.
 Servicio con estrangulación.
 Para accionamiento frecuente.
 Cuando se requiere corte positivo para gases o líquidos.
 Cuando solo se permite un mínimo de fluido atrapado en la tubería.
Aplicaciones
Servicio general, líquidos, gases, pastas semilíquidas, líquidos con sólidos en
suspensión.
 VALVULA TIPO PLUG.
La válvula de macho es de ¼ de vuelta, que controla la circulación por medio
de un tapón cilíndrico o cónico que tiene un agujero en el centro, que se puede
mover de la posición abierta a la cerrada mediante un giro de 90°.
Recomendada para:
 Servicio con apertura total o cierre total.
 Para accionamiento frecuente.
 Para baja caída de presión a través de la válvula.
 Para resistencia mínima a la circulación.
 Para cantidad mínima de fluido atrapado en la tubería.
Aplicaciones

8. 6
Servicio general, pastas semilíquidas, líquidos, vapores, gases, corrosivos. [1]
6. EJEMPLOS
Figura 1. Válvula de Globo.
Fuente: http://www.directindustry.es/prod/ari-armaturen/valvulas-globo-13874-
453688.html
Figura 2. Válvula de Diafragma.
Fuente: http://www.valvias.com/tipo-valvula-de-diafragma.php
Figura 3. Válvula Tipo Plug.
Fuente: http://www.flowserve.com/es_ES/Products/Valves/Severe-Service-

9. 7
Valves/Low-Pressure-Valves/Mach1-High-Performance-Plug-Valve,es_ES
Figura 4. Válvula Mariposa.
Fuente: http://www.flowserve.com/es_XL/Products/Valves/Quarter-
Turn/Butterfly/Slimseal-Butterfly-Valve,es_XL

10. 8
DISCUSIÓN
En las plantas modernas las válvulas de control juegan un papel muy
importante al tomar parte del control automático, estas dependen de la correcta
distribución y control del flujo de líquidos y gases. Tal control ya sea para el
intercambio de energía, reducción de presión o simplemente para llenar tanques,
depende de alguna forma que el elemento final de control haga el trabajo. Dentro
del lazo de control, las válvulas tienen tanta importancia como el elemento
primario, el transmisor y el controlador. Los elementos finales de control pueden
ser considerados como el músculo del control automático ya que ellos
proporcionan la amplificación de la fuerza entre los bajos niveles de energía en los
controladores y los niveles de energía superiores necesarios para llevar acabo su
función en el control de flujo de fluidos. Las válvulas de control son las más
utilizadas como elementos finales de control. En muchos sistemas las válvulas de
control a diferencia de otros componentes, están sujetas a las más severas
condiciones de presión, temperatura, corrosión y contaminación, y se comportan
satisfactoriamente con una mínima atención en el chequeo o supervisión.
Las válvulas son unos de los instrumentos de control más esenciales en la
industria. Debido a su diseño y materiales, las válvulas pueden abrir y cerrar,
conectar y desconectar, regular, modular o aislar una enorme serie de líquidos y
gases, desde los más simples hasta los más corrosivos o tóxicos. Están presentes
en diversos tamaños. Pueden trabajar con una gran infinidad de presiones y
temperaturas. En algunas instalaciones se requiere un sellado absoluto; en otras,
las fugas o escurrimientos no tienen importancia. Estas se pueden controlar
manual, eléctrica, neumática, mecánicas, hidráulicamente, o por combinaciones
de dos o más de estos métodos. Los factores que determinan el método de control
incluyen el propósito de la válvula, el diseño y el propósito del sistema, la
localización de la válvula dentro del sistema, y la disponibilidad dela fuente de
energía.
Las empresas seleccionan y especifican válvulas por medio de los esfuerzos
coordinados de sus divisiones de procesos, proyectos y diseño para ingeniería.
Los ingenieros de proceso son quienes asumen la responsabilidad de establecer
los parámetros de diseño del proceso como son la temperatura, presión, flujo,
procedimientos para arranque y paro, etc. Es difícil imaginarse una sin válvulas,
conforme avanza la tecnología y aumenta la capacidad de las plantas, han
aumentado el tamaño y el costo de las válvulas y cada vez es más importante el
máximo cuidado en su selección. La selección de las válvulas incluye muchos
factores y es preferible tener como referencia un sistema que facilite la selección.
Se deben tener en cuenta, como mínimo, las siguientes características básicas:
tipo de válvula, materiales de construcción, capacidades de presión y temperatura,
material de empaquetaduras y juntas, costo y disponibilidad.

11. 9
El tipo de válvula dependerá de la función que debe efectuar, sea de cierre
(bloqueo), estrangulación o para impedir el flujo inverso. Estas funciones se deben
determinar después de un estudio cuidadoso de las necesidades de la unidad y
del sistema para los cuales se destina la válvula. Dado que hay diversos tipos de
válvulas disponibles para cada función, también es necesario determinar las
condiciones del servicio en que se emplearán las válvulas. Es de importancia
primordial conocer las características químicas y físicas de los fluidos que se
manejan.
En general, cualquier área donde exista operación de válvulas de control es
necesario impartir charlas instructivas y manuales de uso al personal que labora y
esta presentes en los procesos para que conozca el adecuado manejo y
funcionamiento de todas las válvulas empleadas en cada uno de las operaciones
del proceso. Así mismo tener en cuenta los avances tecnológicos de diseños de
válvulas que permiten un mantenimiento más fácil, ya que la sustitución por alguna
de estas válvulas resulta un ahorro económico significativo a largo plazo.

12. 10
CONCLUSIONES
La apropiada medición, decisión y acción son características fundamentales en
los sistemas de control para garantizar la estabilidad, la exactitud y la velocidad de
respuesta en cada proceso regulado por los sistemas de control. Las válvulas se
usan para bloqueo, desvío, alivio, estrangulamiento, seguridad y control de las
operaciones realizadas por lo tanto la correcta selección del diseño de la válvula
es fundamental para la mejorar la eficiencia y desempeño en los procesos y
garantizar el funcionamiento y continuidad de las operaciones. Las nuevas
tecnologías en procesos de control con válvulas, resultan una opción innovadora
que a pesar de ser costosa, puede tomarse en cuenta para mejorar el control en
procesos con líquidos, gases y vapores en diferentes condiciones tanto normales
como extremas.
Se debe realizar un análisis económico para implementar estrategias que
permitan la integración correcta de válvulas de control en los procesos. Es
necesario realizar inspecciones periódicas de los procesos que usan válvulas para
examinar su correcto funcionamiento, eficiencia y corregir las fallas o daños que
se pueden presentar.

13. 11
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
 [1] Caroli, E. (2012). Válvulas: Instrumentación y Control. [Documento en
Línea]. Disponible en:
http://www.monografias.com/trabajos11/valvus/valvus.shtml. (Consultado
el17 de Marzo de 2014).
 [2] Válvulas: Tipos de Válvulas. [Documento en Línea]. Disponible en:
http://www.valvias.com/tipos-de-valvulas.php. (Consultado el17 de Marzo
de 2014).