La válvula rotativa (tipo mariposa) es una de las válvulas de proceso más comunes que se encuentra en aplicaciones de agua. Debido a que el agua normalmente se transporta a través de tuberías grandes, esta se controla a baja presión y temperatura ambiente. Estas válvulas son una solución rentable cuando el agua no está contaminada con sólidos. Su funcionamiento se basa en un disco de metal que se encuentra en el medio de la tubería.

1. Cómo automatizar una
válvula rotativa

2. La válvula rotativa (tipo mariposa) es una de las válvulas de proceso más
comunes que se encuentra en aplicaciones de agua. Debido a que el
agua normalmente se transporta a través de tuberías grandes, esta se
controla a baja presión y temperatura ambiente. Estas válvulas son una
solución rentable cuando el agua no está contaminada con sólidos. Su
funcionamiento se basa en un disco de metal que se encuentra en el
medio de la tubería. Cuando el disco está paralelo a la tubería, el agua
fluye libremente. Al girar la válvula 90 grados, el disco queda
perpendicular a la tubería y bloquea el paso del agua. Para sistemas más
pequeños (por ejemplo, tubos de menos de 2” de diámetro), las válvulas
de bola son una alternativa más rentable. Estas funcionan con un
movimiento similar de cuarto de vuelta, excepto que, en lugar de un disco
de metal, usan una esfera de metal con un taladro perforado a través de
ella.

3. Ajuste de torque
Si bien elegir entre una bola o una válvula de mariposa implica más que
unas pocas consideraciones (como el tamaño de la tubería, el rango de
presión, condiciones de proceso y el costo de la válvula), los pasos para
automatizarlos son los mismos. El detalle más importante al ensamblar
todo es el ajuste de torque. El actuador debe seleccionarse de acuerdo al
tamaño y al torque de la de la válvula. El torque es la fuerza de rotación
requerida para abrir la válvula desde una posición completamente
cerrada y este es mayor que el torque de la acción, la fuerza necesaria en
cualquier otra posición. El actuador debe vencer el torque de la válvula
para hacerla girar y permitir el paso o interrupción del fluido.

4. Es importante tener en cuenta que la presión del medio puede afectar los
requisitos del torque. Los proveedores de válvulas generalmente ofrecen
un torque de arranque relativo a la presión nominal de la válvula. En el
caso de las válvulas de mariposa y las válvulas de bola de diámetro
grande, los torques de arranque se dan en relación con las presiones de
los medios reducidos para ayudar a dimensionar correctamente el
actuador a la aplicación.

5. Factor de seguridad
Existen diferentes tipos de actuadores para operar las válvulas. Existen
actuadores manuales (volante y palanca), caja de engranajes,
neumáticos, neumático hidráulico, eléctrico, electrohidráulico entre otros.
Una vez que se determina el torque de arranque, el siguiente paso es
aumentar este valor aplicando un factor de seguridad. A veces, un
proveedor de válvulas proporciona el ajuste de torque con un factor de
seguridad ya incluido, pero a menos que se indique claramente, nunca se
debe suponer este dato. Alternativamente, los proveedores pueden
suministrar una tabla de factores de seguridad como referencia. Si estos
no se proporcionan, la información a continuación puede usarse como
una guía. Al seleccionar el factor apropiado de cada paso y sumarlos, se
puede calcular un factor de seguridad acumulativo y aplicarlo al torque de
arranque.

6. Por ejemplo, en una aplicación en la que el agua se controla
proporcionalmente, el torque de arranque indicado debe aumentarse en
un 40% (factor de seguridad del 20% + 20% = 40%).
1. Tipo de medios
● Aplicaciones húmedas o lubricantes: 20%
● Aplicaciones de gas seco o vapor: 30%
● Aplicaciones viscosas o abrasivas: 50%
2. Tipo de operación
● Aplicaciones on-off – sin factor adicional
Aplicaciones proporcionales: 20%
3. Frecuencia de operación
● Diariamente – sin factor adicional
● Semanal: 30%
● Mensual: 50%

7. Una vez que el factor de seguridad se incorpora al ajuste de torque de la
válvula, el siguiente paso es seleccionar un actuador (por ejemplo neumático)
para controlar la válvula. Hay dos tipos: de doble acción y de acción simple.
Un actuador de doble acción requiere aire para abrir y cerrar la válvula. Si
hay una pérdida de presión de aire en cualquier punto, la válvula mantendrá
su última posición. Un actuador de acción simple usa aire para girar en una
dirección y un conjunto de resortes para moverse en la dirección opuesta. Si
los resortes se utilizan para abrir o cerrar la válvula depende de cómo se
ensamblen la válvula y el actuador. Esta es también la posición de falla
cuando se pierde la presión de aire.

8. Comparación de tamaño
La última pieza del rompecabezas es la comparación de tamaño entre el
vástago de la válvula y el eje del actuador. Nuevamente, debido al estándar
de interfaz que sigue ciertos rangos de torque, es posible que los
componentes se acoplen perfectamente. Sin embargo, para mayor
flexibilidad, el eje del actuador puede ser de un tamaño mayor que el vástago
de la válvula. En este caso, se puede usar una simple manga reductora para
aumentar el tamaño del vástago de la válvula y hacer coincidir el eje del
actuador.

9. Las válvulas de proceso se utilizan en muchas etapas en el tratamiento
del agua, incluidas las líneas de suministro, la filtración, el tratamiento y la
distribución. La automatización de estas válvulas es una forma simple de
mejorar la eficiencia y reducir el costo de operación en la industria del
agua y las aguas residuales.

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