¿Cómo elegir válvulas para instalaciones de fontanería?
- Escrito por Carles Borrás
Una válvula se puede definir como un elemento mecánico que permite, corta, desvía, retiene o regula la circulación mediante piezas móviles el paso de un fluido, sea líquido o gas. Las válvulas hay que entenderlas dentro del contexto de una instalación con tuberías, accesorios de unión y bombas.
Al realizar la selección de las válvulas, no podemos olvidar las indicaciones del CTE reflejado en el Documento Básico sección HS4 (Suministro de agua en los edificios), donde vemos las exigencias que deben cumplir las válvulas o llaves que se utilizan en las instalaciones de fontanería.
Para dimensionar la red de tuberías, se tendrá en cuenta el caudal máximo de cada tramo, el que cuenta con mayor pérdida de presión, establecer el coeficiente de simultaneidad y elegir la velocidad de cálculo según el material de la tubería utilizada. Con toda esta información, dimensionamos la tubería y por consecuencia el tamaño de la válvula. Aunque el propio CTE ya establece unos diámetros mínimos según aparatos y servicios.
El cuerpo de la llave o válvula será de una sola pieza de fundición o fundida en bronce, latón, acero, acero inoxidable, aleaciones especiales o plástico. La válvula de corte debe realizar el cierre por giro de 90º y será resistente a una presión de servicio de 10 bar.
No solo hay que pensar en válvulas que corten el paso del fluido, en algunos puntos de la instalación hay que colocar dispositivos antirretorno para evitar la inversión del sentido del flujo.
Tampoco podemos olvidar la conexión de estas, si debe ser roscada, para soldar o con bridas. A partir de aquí, ya podemos ver cuál es la válvula más adecuada.
Para explicar la función que realizan las válvulas, las dividimos en 4 conceptos:
- De interrupción; de corte o de abrir y cerrar. Válvula de esfera, compuerta, asiento o mariposa.
- De retención o antirretorno; dejan pasar el fluido en un solo sentido. Válvula de clapeta, de pie o de disco.
- De regulación; su misión es regular el caudal, la presión o la temperatura del fluido. Manual o automática.
- De accionamiento automático; válvulas de corte o regulación con un actuador. El actuador puede ser eléctrico, neumático o hidráulico.
A continuación, tenéis una relación de las válvulas más habituales en las instalaciones de fontanería y sus principales características.
Válvula de bola o esfera
En esta válvula, 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 un cuarto de vuelta (90°) por lo que la apertura o cierre se produce con gran rapidez. Esta rapidez que, en ocasiones, es una característica muy apreciada, puede provocar un golpe de ariete que debe tenerse en cuenta.
La estanqueidad de la esfera está garantizada por dos juntas de PTFE.
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.
Sus principales ventajas son su utilización en servicios generales como agua, aire, gases, etc. Son bidireccionales, con una pérdida de carga muy baja, bajo mantenimiento y por su tamaño compacto.
Válvula de retención
La aplicación de las válvulas de retención es totalmente diferente a las válvulas de bola. 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 correctamente.
La función de la válvula no consiste en cortar el paso de un fluido a voluntad, sino de impedir el retorno del mismo por la tubería, una vez que éste ha pasado a través de ella. Se instalarán siempre aguas abajo de una llave de paso o en la salida de las bombas.
Hay una variante de las válvulas de retención llamada válvulas de pie. Estas válvulas incorporan un filtro en el extremo de la entrada del fluido. Se utilizan en las aspiraciones de las bombas, para que estas no se desceben. El filtro evita la entrada de impurezas a la bomba.
La función de la válvula de retención es totalmente automática, mediante la acción de un muelle interior que hace que el disco o émbolo, provisto de una junta, cierre el paso tan pronto como la presión del fluido desaparece. Con ello se evita que el fluido que ya “ha pasado” pueda retroceder.
Las válvulas de retención a clapeta tienen un disco o clapeta interior que oscila sobre un eje, dejando que pase el fluido en el sentido de la circulación y cerrando en sentido inverso. Son las que producen una menor pérdida de carga.
Este tipo de válvulas llevan siempre una flecha que indican el sentido de circulación del agua y, por tanto, su posición de montaje.
Válvula de asiento
Son válvulas de asiento plano. Se componen de un vástago con volante, que desciende al girar, el mecanismo de cierre es un asiento de forma cilíndrica que desciende paralelamente a la base de la válvula.
En este tipo de válvulas es posible cambiar la montura, sin necesidad de desmontar la válvula de la tubería, favoreciendo el mantenimiento de la misma en caso de avería.
Las válvulas de asiento plano provocan una alta pérdida de carga en la instalación y el cierre es lento y forzado, lo cual produce en ocasiones la rotura del conjunto de cierre. Su principal ventaja es que casi no provocan golpe de ariete, al realizar el cierre de forma paulatina.
Válvula reductora de presión
Son válvulas que estrangulan el paso del fluido para conseguir a su salida, una presión constante menor que la de entrada.
El fluido entra y pasa entre el asiento y el obturador, que se encuentran separados por la presión de los resortes sobre la membrana y el puente. A medida que aumenta la presión aguas abajo, a través de la membrana se van comprimiendo los muelles, con lo que desciende el obturador hasta llegar a presionar sobre el asiento, efectuándose el cierre de la válvula. Esto ocurre en el momento en que se alcance la presión máxima deseable, en la zona de presión reducida.
Cuando desciende la presión aguas abajo, los resortes vuelven a elevar el obturador, abriendo el paso al fluido, tras lo cual se repite el ciclo de nuevo.
En funcionamiento continuo, se produce un equilibrio entre la presión del fluido y la tensión de los muelles. Tanto dicha presión como el paso del fluido se mantienen constantes, siempre y cuando no varíe la presión de entrada.
Válvula de presión diferencial
La regulación continua del caudal para responder a las distintas cargas térmicas provoca una variación continua de la presión diferencial en los terminales. Para evitar problemas de ruido, esfuerzos de los componentes y desgaste rápido del sistema, se han de utilizar dispositivos que controlen y regulen la presión diferencial en los distintos puntos del circuito de distribución.
La válvula de bypass tiene la función de mantener el punto de funcionamiento de la bomba lo más cercano posible a su valor nominal. En un circuito equilibrado manualmente en cada terminal, si no se utiliza una válvula de bypass, cuando el caudal en el circuito disminuye a causa del cierre parcial de las válvulas de dos vías, las pérdidas de carga aumentan.
Son instrumentos tradicionales de concepción sencilla, aptos para instalaciones con bombas de velocidad fija y caudal total constante. En estas aplicaciones, el control de la temperatura de retorno desde el circuito hacia la central térmica es secundario frente a la sencillez y economía de la solución.
Válvula de equilibrado
Este tipo de válvula cada vez es más habitual en las instalaciones de fontanería y climatización. Se dice que una instalación está equilibrada desde el punto de vista hidráulico cuando, en cualquier parte de la instalación, se obtienen los caudales definidos en el proyecto.
En función de las características de la instalación, las válvulas de equilibrado se encargarán 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 que menor pérdida de carga presenten, con lo que en algunas unidades terminales se producirá sobrealimentación, mientras en otras tendrán un déficit de caudal.
Como consecuencia, el sistema de calefacción, refrigeración o ACS de las distintas áreas no será la proyectada, no se obtendrá el confort deseado y la explotación de la instalación supondrá un costo superior. Hay tres tipos de válvulas de equilibrado; estático, dinámico y térmico.
La primera no cambia con variaciones en la instalación. Contrariamente, la válvula dinámica, tanto si hay variaciones de presión o de caudal, automáticamente se adapta para dar el caudal o presión seleccionados. La válvula de equilibrado dinámico es una combinación de limitador de caudal independiente de la presión y válvula de control de temperatura.
La válvula de equilibrado térmico tiene su utilización en instalaciones de ACS para garantizar en todos los retornos de la red de distribución la temperatura previamente asignada de forma constante.
Espero que estas explicaciones os puedan servir de ayuda para seleccionar la válvula más correcta para cada caso y realizar una instalación más adecuada y eficiente.
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