¿Qué es una válvula y para qué sirve?

A continuación, veremos los tipos de válvulas más comunes en el sector de la fontanería. Para intentar explicar para que sirven las válvulas, las dividiremos en 4 conceptos:

Válvulas de interrupción, de corte o de abrir y cerrar; entre este tipo de válvulas encontramos:

• Válvulas de Esfera o Bola.
• Válvulas de Compuerta, Asiento o Mariposa.

Válvulas de retención o antirretorno; Válvula de Clapeta, de pie o de disco.

Válvulas de regulación, su misión es regular el caudal, la presión o la temperatura de un fluido. Dentro de este tipo de válvulas encontramos:

• Válvula de equilibrado o de calefacción, que pueden ser manuales o automáticas.

Conceptos sobre las válvuas

Para trabajar con válvuas es importante tener claros algunos conceptos como son: 

• Diámentro nominal
• Presión Nominal
• Pérdida de carga
• Golpe de ariete  

Diámetro Nominal

Es importante conocer el tipo de fluido que pasará por una válvula antes de ofrecérsela a un cliente, ya que ciertos tipos de fluidos pueden ser peligrosos o dañar la propia válvula. Hay que seleccionar la válvula más adecuada para cada fluido, los dos fluidos básicos en fontanería son, agua y gas.

Lo primero que debemos saber de una válvula es la medida de paso interior (diámetro) que deberá tener. A esto le llamamos DN (Diámetro Nominal), que se expresa en milímetros y deberá ser igual al de la tubería donde vaya instalada la válvula.

Encontramos dos tipos de pasos de válvula:

• Paso Total; el paso interior es igual al de la tubería.
• Paso Reducido; el paso interior es un diámetro menor que el de la tubería. Cuando el paso se reduce más de un 5% respecto el DN, se considera que es una válvula de paso reducido. 

Presión Nominal en las válvuas

En los catálogos vemos que se menciona el concepto; “Limites de trabajo: presión PN16”. Al hablar de presiones, nos encontramos con que las válvulas están diseñadas para diferentes presiones. La presión de diseño se identifica con las siglas PN (Presión Nominal). La presión nominal (PN) vienen expresada en bar o kg/cm². PN es una nomenclatura propia de las válvulas DIN.

Pero ¡cuidado! esto no significa que la válvula pueda trabajar siempre a esta presión. Significa que es la máxima presión que puede soportar sin sufrir daños, durante un tiempo limitado.

La “presión normal de trabajo continuo” acostumbra a ser entre un 50% y un 60% de la “presión nominal”. Esto es así por motivos de seguridad, ya que no es recomendable trabajar siempre al máximo. 

Pérdida de carga o de presión

Otro concepto que debemos conocer es el de pérdida de carga o de presión. De una forma sencilla, se puede decir que la pérdida de carga es consecuencia de las dificultades que encuentra un fluido a lo largo de su recorrido en atravesar las tuberías, accesorios y válvulas. Todos estos obstáculos se traducen en que se necesita una bomba mayor para hacer circular la misma cantidad de fluido a través de la instalación. 

El golpe de ariete

También hay que tener en cuenta en una instalación el golpe de ariete. En la descripción de características de algunas válvulas, por ejemplo, las de compuerta, se indica, libre de golpe de ariete. Este concepto no es fácil de explicar.

El golpe de ariete es un fenómeno que se produce cuando un fluido que está circulando, se detiene de forma brusca. Exactamente lo mismo que ocurre cuando un automóvil frena en seco o colisiona con un obstáculo rígido. En el caso de los fluidos, lo que ocurre es una súbita elevación de la presión cuando se cierra bruscamente la válvula. Esta elevación de presión puede alcanzar valores muy elevados (30 o 40 veces superiores a la presión estática).

La única forma de evitar el golpe de ariete consiste en cerrar la válvula progresivamente, como ocurre con la válvula de control y la de compuerta. En cambio, las válvulas de bola o esfera son propensas a causar este fenómeno cuando se accionan con brusquedad.

A corto plazo normalmente no ocurre nada, pero cualquier circuito sometido a frecuentes golpes de ariete acaba deteriorándose. Conviene aclarar que el golpe de ariete se produce siempre cuando se interrumpe el paso de un fluido, nunca cuando se abre.

Las válvulas están formadas por multitud de piezas diferentes fabricadas con distintos materiales. No obstante, hay dos características comunes a todos ellos:

• Deben ser resistentes a la acción corrosiva de los fluidos que pasan por su interior
• No deben alterar las propiedades del fluido

Con la primera característica se pretende que por mucho tiempo que pase, las válvulas no pierdan el aspecto que tenían cuando fueron instaladas y que los mecanismos no se deterioren con el paso del tiempo al estar en contacto con los fluidos que conducen.

La segunda característica tiene una función más sutil, ya que se pretende que ninguna de las partes y materiales que están en contacto con los fluidos conducidos, puedan contaminarlos o cambiar sus propiedades.

Tipos de válvulas según su servicio

A la hora de seleccionar el tipo de válvula más adecuada para el servicio requerido, es necesario conocer las características más destacadas de cada una de ellas. 

Válvulas de esfera

En la válvula de bola o esfera, la apertura y cierre, se produce por el giro de una esfera taladrada. Cuando este taladro está alineado con la tubería, permite el paso del fluido. Por el contrario, cuando el taladro está perpendicular al fluido, no puede circular.

El movimiento de la esfera es de 1/4 de vuelta (90º) por lo que la apertura o cierre se produce con gran rapidez. Esta rapidez que, en ocasiones, es una característica apreciada, puede provocar un golpe de ariete que debe tenerse en cuenta.

Son bidireccionales, con una pérdida de carga muy baja, bajo mantenimiento y tamaño compacto. Las válvulas de bola se han convertido en unas de las más utilizadas por su buen precio, estanqueidad, rápida apertura y cierre, fácil automatización y las múltiples combinaciones de materiales que podemos utilizar en ellas.  

Válvulas de compuerta

Esta válvula es de tipo multivuelta, en la cual se cierra el paso con un disco vertical de caras planas, que se desliza en ángulo recto sobre los asientos. Esta cuña interior está recubierta de goma, con lo que conseguimos una muy buena estanqueidad.

El cierre progresivo de este tipo de válvulas garantiza la total ausencia de golpe de ariete. No debe utilizarse esta válvula para regular caudales. Su forma constructiva facilita que el mecanismo interior puede ser cambiado, en caso de avería, sin necesidad de desmontar la válvula de la tubería.  

Válvulas de retención

La aplicación de las válvulas de retención es totalmente diferente a las descritas hasta ahora. Una válvula de retención es aquella que deja pasar el fluido en el sentido de la circulación, pero lo impide en el sentido contrario. Este tipo de válvula siempre tiene un sentido o posición de montaje para que funcione.

La función de la válvula no consiste en cortar el paso de un fluido a voluntad, sino de impedir el retorno de este por la tubería, una vez que éste ha pasado a través de la válvula. Se instalarán siempre aguas abajo de una válvula de paso o en la salida de las bombas.  

Válvulas de regulación

Las válvulas de regulación son unas válvulas especialmente diseñadas para controlar el paso del agua. Disponen de un elemento interior que se desplaza mediante un volante y con el que se regula a voluntad la cantidad de agua que pasa por la válvula.

Si a esta válvula se acopla un cabezal con un mecanismo sensible a la temperatura o por señal eléctrica, abre o cierra el paso del agua, consiguiéndose con ello una regulación automática de la válvula.

Dentro de este apartado, se podría incluir las válvulas denominadas de equilibrado. En función de las características de la instalación, las válvulas de equilibrado se encargan de originar las pérdidas de carga adecuadas para garantizar una correcta distribución del fluido por toda la instalación.

Si una instalación no está equilibrada, el fluido tenderá a circular por los tramos de menor pérdida de carga, con lo que en algunas unidades terminales se producirá sobrealimentación, mientras en otras tendrán un déficit de caudal.