Como elegir la válvula de retención correcta
Para poder elegir la válvula de retención adecuada para su aplicación hay una serie de criterios de selección que se deben tener en cuenta.
Tipos de válvulas de retención
Seleccionar el tipo, tamaño y especificación correctos de la válvula de retención es importante para garantizar un funcionamiento suave, sin problemas y a largo plazo con un bajo consumo de energía. En muchos casos, el ratio de inversión de flujo no es motivo de preocupación y con una válvula de retención estándar se funcionaría bien. Sin embargo, en los sistemas de bombeo, la selección de la válvula de retención correcta sí puede ser crucial.
Válvulas de retención de bola
En general, las válvulas de retención de bola son sencillas y económicas. Las ventajas son su diseño compacto y el hecho que no tienen piezas externas, lo que contribuye a mantener el precio bajo y la fiabilidad alta. Una desventaja, que se puede considerar para algunas aplicaciones, es que no disponen de indicador de apertura/cierre.
Debido a su diseño de paso liso, las válvulas de retención de bola se usan comúnmente en aplicaciones de aguas residuales. Un paso libre y suave garantiza el paso completo de agua a través de la válvula y que no se acumulen depósitos sólidos en la base del cuerpo. La bola gira continuamente durante la operación, eliminando así el riesgo de que las impurezas queden adheridas en la bola.
Para obtener más información, visite la sección sobre válvulas de retención de bola.
Válvulas de retención de clapeta
Las válvulas de retención de clapeta son las válvulas de retención más comunes. Son económicas y como son automáticas no requieren energía o control externo para funcionar – sólo la dirección del flujo y la presión determinan el funcionamiento de la válvula.
Las válvulas de retención de clapeta están disponibles con indicador de apertura/cierre, y normalmente las válvulas se montan con peso y palanca ó palanca y muelle que permiten la comprobación visual o mediante dispositivos electromecánicos permitiendo un feedback digital.
El diseño de la válvula proporciona una apertura de paso total que la hace eficiente debido a su característica de baja pérdida de carga. Las válvulas de retención de clapeta oscilante se usan generalmente para sistemas donde el riesgo de golpes repentinos de presión es bajo. Debido a la apertura de paso total, esta válvula se usa comúnmente en aplicaciones de agua y aguas residuales.
Para obtener más información, visite la sección sobre válvulas de retención de clapeta.
Válvulas de retención de mariposa
La válvula de retención de mariposa es similar en apariencia a una válvula de mariposa doble excéntrica. El disco se mantiene en su lugar a través de un eje posicionado excéntricamente desde la línea central del cuerpo a los ejes horizontal y vertical.
La doble excentricidad del eje da como resultado que la sección inferior del disco ocupe un área mayor en la trayectoria de flujo. Por lo tanto, el disco comienza a abrirse a caudales muy bajos. La válvula de retención de mariposa se utiliza comúnmente en sistemas de bombeo con caudales bajos y para caudales intermitentes.
Debido a los ejes internos que se encuentran dentro de la corriente de flujo, la válvula de retención de mariposa se utiliza para aplicaciones de agua y efluentes tratados. Las válvulas de retención de mariposa son muy adecuadas para reducir el riesgo de golpe de ariete.
Para obtener más información, visite la sección sobre válvulas de retención de mariposa.
Válvulas de retención de asiento inclinado
La válvula de retención de mariposa de asiento inclinado también ofrece una mayor resistencia al golpe de ariete. La válvula tiene un eje en posición doble excéntrica y un mayor ángulo de asiento. Esto produce que la carrera del disco de la válvula sea más corta, reduciendo así, el tiempo de cierre.
Se recomiendan amortiguadores hidráulicos, especialmente cuando las válvulas están instaladas en una estación de bombeo donde se requiere una apertura y cierre frecuente de la válvula. El disco de la válvula se cierra rápidamente en el primer 85 % de su recorrido angular antes de encontrarse con el amortiguador hidráulico. El amortiguador luego disipa la energía cinética del disco y lo obliga a abrirse ligeramente. El disco se cierra hasta que vuelve a contactar con el amortiguador y este amortigua el disco hasta que vuelve a su posición de cierre total, sellando la válvula. Esta función reduce en gran medida la aparición de golpes de ariete debido al método controlado y amortiguado de cierre de la válvula.
Para obtener más información, visite la sección sobre válvulas de retención de asiento inclinado.
Válvulas de retención de disco axial
Las válvulas de retención de disco axial están diseñadas con el disco de la válvula conectado al vástago, que se guía en el eje horizontal central. Se coloca un muelle entre el disco y el manguito difusor. Cuando el flujo ingresa en la válvula, la fuerza hidráulica ejercida sobre la cara frontal reacciona contra el muelle, lo que hace que el muelle se comprima y permita que la válvula se abra. Cuando el flujo se detiene, el muelle obliga al disco a volver a la posición cerrada.
Debido al cierre asistido por muelle y la carrera lineal corta de la válvula, la válvula de retención de disco axial es una de las válvulas de retención de acción más rápida disponibles y se usa comúnmente en sistemas de bombeo donde el golpe de ariete es una preocupación potencial. Debido a que el disco está constantemente en la línea directa de flujo, la característica de pérdida de carga de esta válvula es más elevada en comparación con válvulas de retención de clapeta convencionales.
Para obtener más información, visite la sección sobre válvulas de retenciónde disco axial.
¿Qué criterios considerar a la hora de elegir las válvulas de retención?
Para elegir la válvula de retención adecuada para su aplicación, se deben tener en cuenta varios criterios de selección. En primer lugar, sin embargo, no hay un tipo de válvula de retención que sea la mejor opción para todas las aplicaciones, y los criterios de selección pueden no ser igualmente importantes para todos los casos. Algunas de las cosas que debe tener en cuenta son la compatibilidad de fluidos, las características hidráulicas, la pérdida de carga, las características contra el golpe de ariete y el costo total de la propiedad.
Fluido
Todas las válvulas de retención referidas en este artículo están diseñadas para trabajar en agua y en aguas residuales tratadas, pero si se instalan en aguas residuales sin tratar pueden causar algunos problemas. Al seleccionar una válvula para estos fluidos, se debe considerar que la presencia de sólidos puede afectar potencialmente el funcionamiento de la válvula.
Características hidráulicas
Si una válvula de retención se cierra muy rápido, puede evitar que la onda golpee contra el equipo aguas arriba, como las bombas. Sin embargo, el cierre rápido no protegerá contra las sobrepresiones causadas por el arranque y parada de las bombas. Si la válvula se abre (y se cierra) rápidamente, el flujo cambiará rápidamente y, por lo tanto, aumentará la probabilidad de que ocurra un golpe repentino.
Pérdida de carga
La pérdida de carga es, entre otras cosas, una función de la velocidad del fluido. La pérdida de carga a través de una válvula está determinada por el diseño interno de la válvula y el grado de apertura. Cuando una válvula está diseñada con una apertura restringida en comparación con la tubería, la velocidad aumentará a través de la válvula, y por consiguiente aumentará la pérdida de carga. Viceversa, si una válvula está diseñada con menos restricciones y el diámetro interior es del mismo tamaño que la tubería, la pérdida de carga será menor y, en la práctica, la válvula no afectará a la pérdida de carga total del sistema. Hay una serie de distintos valores para la pérdida de carga. Entre otros, valores zeta, valores Kv y Kvs.
La pérdida de carga total es una combinación entre la pérdida de carga estática (causada por la diferencia de alturas) y la pérdida de carga por fricción (causada por el interior de las tuberías y válvulas). Hay una serie de fórmulas para el cálculo de la pérdida de carga y la clasificación de este tipo de válvulas. La más común es probablemente el coeficiente del caudal de agua que pasa por la válvula para una cierta pérdida de carga durante un determinado periodo de tiempo. Sin embargo, para las comparaciones, el coeficiente de resistencia Kv se considera la mejor opción.
Coste total de la instalación
El coste de una válvula de retención puede consistir en algo más que el precio de compra. Para algunas instalaciones, los costes más importantes pueden ser la compra e instalación, pero en otros casos los costes de mantenimiento o energía pueden ser los más relevantes.También proteger los equipos más valiosos, como p.ej. las bombas, y observar el rendimiento de la válvula será crucial. Al considerar los costos como criterio de selección para su válvula de retención, se deben considerar los costos totales durante la vida útil de la válvula. En general, cuanto más simple es la construcción de la válvula, menores son los requisitos de mantenimiento. Cuanto mayor sea el valor de Kv, menor será el consumo de energía. Cuanto mayor sea el rendimiento, mejor será la capacidad de protección.
Condiciones para el golpe de ariete
El cierre de la válvula de retención puede afectar a los golpes de presión de forma negativa. El primer paso del proceso es cuando la bomba se detiene, y empieza la onda de presión. El segundo paso es, cuando el fluido retorna, golpetando contra la válvula de retención completamente cerrada. Si la válvula de retención se cierra demasiado rápido, la energía cinética se convierte en alta presión, estresando las tuberías y causando elevado ruido.
Un golpe de ariete suena como si el disco o la bola de la válvula de retención estuviera golpeando el asiento y puede crear bastante ruido. Sin embargo, el sonido no es causado por el cierre físico de la válvula, si no por una onda sonora que surge de un pico de presión que ejerce un empuje en la pared de la tubería.
Para evitar que la válvula de retención se cierre de golpe, la válvula debe cerrarse de forma controlada y más lentamente cuando esté cerca de la posición de cierre. Para que una válvula de retención se cierre lentamente, se requieren equipos auxiliares adicionales, como amortiguadores hidráulicos, que actúan como un freno para el disco de la válvula amortiguando este cuando llega a su posición asentada. Este cierre más lento permite que el fluido pase a través de la válvula de retención hasta que se cierra, lo que provoca que menos energía cinética se convierta en alta presión y, por lo tanto, menos energía para alimentar y mantener la onda. Se debe tener en cuenta que la bomba aguas arriba sea adecuada para giro y caudal inverso.
Como las válvulas de retención de clapeta tienen el disco en el paso del fluido, facilitando un cierre rápido, otorgan unas mejores características para evitar el golpe de ariete. Sin embargo, hoy en día, la mayoría de las bombas son de frecuencia variable y permiten ajustar el tiempo de arranque y cierre con el fin de evitar los golpes de ariete.
