VLVULAS DE MARIPOSASLas vlvulas de mariposa tienen caractersticas combinadas para control de circulacin y cierre de estrangulacin. Su diseo compacto, la amplia disponibilidad de elastmeros y los materiales de alto contenido de aleacin permiten utilizarlas con muchos fluidos de proceso.Las vlvulas de mariposa se utilizan en las industrias de procesos qumicos para el manejo de lquidos, gases y slidos.Aunque las vlvulas de mariposa son excelentes vlvulas de control, su uso ms comn es para cierre. Producen cierre hermtico a prueba de goteo en casi cualquier aplicacin en un proceso, incluso vapor, aire, gases, lquidos, pastas aguadas y slidos.El funcionamiento bsico de una vlvula de mariposa es sencillo pues slo requiere una rotacin de 90 grados del disco para abrirla por completo. La sencillez del funcionamiento ha aumentado mucho el empleo de estas vlvulas con control automatizado remoto o local.Debido a sus caractersticas de flujo rectilneo con aperturas entre 20 y 70, son adaptables en particular para aplicaciones de control. Adems, son vlvulas de control muy eficientes por comparacin con las vlvulas de control del tipo de globo. La velocidad de la corriente en flujo no se pierde, porque el fluido circula en forma aerodinmica alrededor del disco. El flujo en los asientos restringidos de las vlvulas de globo y alrededor del macho ocasiona grandes cadas de presin.La calidad del control que se obtenga con una vlvula depende de la relacin entre la cada de presin en ella y la del sistema total. En consecuencia, la vlvula de mariposa es ideal para aplicaciones de control en donde se necesita mnima prdida de presin.Las vlvulas de control de mariposa pueden estar equipadas con sistemas de falla sin peligro para que, en caso de falla, el disco abra o cierre en forma automtica.Pueden ser resortes, tanques de aire o sistemas mecnicos que funcionan despus de que ocurre la prdida de potencia en el operador motorizado de la vlvula.Se pueden instalar dispositivos de alarma para indicar la falla o para detener las bombas para mayor seguridad.Lmites de presin y temperatura, la funcin primaria de la mayor parte de las vlvulas de mariposa es producir un cierre positivo. Los elastmeros permiten al diseador de vlvulas lograr mayor resistencia a los fluidos del proceso. Se han logrado muchos adelantos en la composicin y moldeo de elastmeros y ya hay vlvulas de mariposa con funcionamiento confiable que cierran a 720 psi.Las vlvulas de mariposa son ms ligeras de peso que las de compuerta, macho o bola, lo cual es una ventaja para la instalacin, pues se pueden manejar sin gras en tamaos hasta de 10 in. Para los sistemas de tubera en que se utilizan se pueden emplear perchas (suspensores) y soportes de tubos ms ligeros.Debido a la mnima cantidad de materiales de las vlvulas de mariposa son econmicas tanto en costo original como en mantenimiento. Esta ventaja se acrecienta cuando se utilizan materiales de mxima calidad como titanio, Hastelloy, Tefln o Viton para las guarniciones.Casi todas estas vlvulas tienen construccin de fondo seco que impide que los lquidos del proceso lleguen hasta el cuerpo. Esto minimiza la cantidad de materiales de mxima calidad requeridos para manejar productos corrosivos. Otros tipos de vlvulas requieren cuerpos y guarniciones de alto contenido de aleacin para que sean compatibles con las corrientes del proceso. La vlvula de mariposa puede tener cuerpo de acero al carbono o de hierro dctil y slo las partes internas hmedas se hacen con material de aleacin.En el control de flujo, las ventajas de las vlvulas de mariposa incluyen la facilidad de mantenimiento sin necesidad de herramientas o equipo especiales y sin necesidad de paros de la planta. Las del tipo de placa u oblea son muy fciles de instalar; todo lo que se requiere es poner parte de los tornillos en la parte inferior de las bridas e introducir la vlvula entre las bridas hasta que descanse en la cuna formada por los tornillos. Despus se aprietan los tornillos hasta que los sellos de extremo estn bien sujetos y haya contacto de metal con metal. En la mayor parte de las vlvulas de mariposa no se requieren juntas para los sellos de extremos.Si se hace la seleccin adecuada con respecto a los metales y elastmeros, se tendr un servicio sin burbujas, con un mnimo de mantenimiento durante mucho tiempo.El movimiento del disco a travs del asiento acta como rascador para efectuar la limpieza de los asientos, lo que sucede sobre todo cuando la vlvula de mariposa se instala con los ejes en posicin horizontal. Casi todas ellas tienen lubricacin permanente.Si las vlvulas son de los metales y elastmeros adecuados, pueden funcionar con temperaturas desde 65F hasta 450F. Las guarniciones permitirn el paso de cualquier material que pueda circular por una tubera, dentro de sus limitaciones de temperatura y presin.LAS GUARNICIONES SON CRTICASLas diversas temperaturas y presiones de los materiales requieren la configuracin y guarniciones para ese servicio.Se debe tener en cuenta lo siguiente al seleccionar vlvulas de mariposa: Tamao de la tubera Tipo de fluido que manejar la vlvula Viscosidad y densidad relativa del fluido Temperaturas mnima, mxima y promedio Presiones mnima, mxima y normal en la tubera Volmenes de flujo mnimo, mximo y normal Cada de presin con circulacin mxima y mnima Tipo de brida. Holgura para el disco Condiciones para el cierreLa vlvula incorrecta ocasionar problemas, las vlvulas deben ser compatibles con otro equipo, como bombas, coladores, etc. Una vlvula adecuada pero con guarniciones incorrectas se daar muy pronto. Es importante evaluar el trabajo que har y la eleccin de accesorios.Las vlvulas de disco giratorio u oscilante con asiento de metal con metal se utilizan principalmente en servicio de estrangulacin y estn diseadas para tener mnimo escurrimiento cuando estn cerradas. Esto se hace para minimizar la torcedura del caucho y eliminar la torsin para asentamiento, a fin de tener mejor control de estrangulacin cuando se utilizan actuadores. Dado que la vlvula de mariposa tiene caractersticas casi lineales con apertura entre 20 y 70, un actuador lineal poco costoso producir el control deseado.Las vlvulas de contacto de metal con metal o de giro completo se suelen utilizar en aplicaciones en donde se esperan grandes velocidades y mucha variacin en el flujo o en la cada de presin (Fig. 3a). El ingeniero de procesos selecciona las vlvulas del tamao necesario con el empleo de los valores del coeficiente de flujo publicados por los fabricantes. Vase la curva de coeficiente de flujo, la cual indica que la vlvula de mariposa es de porcentaje igual con apertura entre 20 y 60.

Se acostumbra que el tamao de la vlvula sea para flujo mnimo cuando est abierta ms o menos 20 y el flujo mximo con 60 de apertura. Dentro de estos lmites se obtiene excelente linealidad para control de estrangulacin.La vlvula de mariposa es ms eficiente que las de otros tipos porque no se pierde la velocidad de llegada del lquido. Por ello son ideales en sistemas en donde se requiere mnima prdida de presin. Este factor se debe tener en cuenta al utilizar una vlvula de control del tipo de mariposa, igual que para todos los dems tipos de vlvulas. Los accesorios de la tubera adyacentes a las vlvulas influyen en las caractersticas de rendimiento y se deben tener en consideracin sus efectos al seleccionar vlvulas para control de precisin.Las vlvulas con revestimiento o camisa de elastmero (Fig. 3b) son las que ms se utilizan. Estn disponibles en tres configuraciones bsicas:a) Disco de centramiento.b) Disco desplazado en sentido verticalc) Disco en ngulo (Fig. 4). Las vlvulas con disco de centramiento vertical tienen menor duracin debido a la friccin y asentamiento por compresin que ocurren en el asiento en la zona de la protuberancia para el disco. Los discos desplazados en sentido vertical eliminan este problema pero tienen orificios de menor dimetro, que reducen la eficiencia. Las vlvulas de disco en ngulo eliminan esos dos problemas.

La vlvula con revestimiento elstico tiene la ventaja bsica de que aslan el fluido del proceso del cuerpo de la vlvula. La camisa o asiento elstico se moldea con diversos tipos de elastmeros para que sea compatible con casi cualquier fluido de proceso. La vlvula de mariposa con camisa es de cierre positivo. El sellamiento se obtiene al hacer penetrar el disco metlico en el asiento de elastmero hasta que se produce una presin unitaria en el elastmero mayor que la presin de diseo de la vlvula.Dado que el disco gira para asentar o separarse del elastmero es de auto limpieza y requiere poca o ninguna lubricacin.La mayor parte de las vlvulas con revestimiento elstico estn equipadas con asientos reemplazables que tienen un anillo duro de apoyo para impedir que se contraiga el asiento; tambin facilita el desmontaje e instalacin del asiento.La vlvula con sellamiento de elastmero limitado (Fig.3c) tambin es de cierre positivo. Tiene ventajas en relacin con la vlvula de revestimiento elstico porque minimzala cantidad de elastmero requerida para el asiento. Estas vlvulas tienen mayor gama de temperaturas (-65OF a 450F) y pueden soportar presiones ms altas.CONEXIONES DE EXTREMO PARA VLVULAS DE MARIPOSALa vlvula con cuerpo de placa u oblea est disponible en configuraciones de puenteo, orejas, brida sencilla y brida doble (Fig. 5). La ms comn es la de tipo de puenteo por la facilidad de deslizar el cuerpo entre las bridas sobre una cuna de tornillos; tiene un solo juego de tornillos y no necesita alineacin especial. El tipo de orejas tambin es deslizable, pero hay que alinearlo y colocar los tornillos por un lado y otro, y apretarlos a una torsin uniforme.La vlvula de placa, estrecha, de cara con cara es la de mayor uso en las plantas de proceso porque ofrece muchas ventajas cuando se disea un sistema de tubera, entre ellas: ahorros de espacio, ligereza de peso, suspensores y soportes ms delgados, confiabilidad y la variedad de tipos de guarniciones y de vlvulas.APLICACIONES DE LAS VLVULAS DE MARIPOSAEstas vlvulas se han utilizado en la industria de procesos qumicos durante muchos aos en sistemas de distribucin de agua, torres de enfriamiento y tuberas para aire, como vlvulas de aislamiento o admisin de bombas y en tuberas para espuma y agua en los sistemas de extincin de incendios.Su gran rendimiento y una seleccin amplia de las guarniciones han motivado su empleo en aplicaciones ms exigentes; ahora se utilizan en la regulacin de alimentacin de gas para procesos y para entrada y salida de condensadores. Con guarniciones especiales, se pueden utilizar para manejo de desechos y aguas negras, control de combustin de desechos y en digestores y centrfugas de procesos. Sus aplicaciones con productos corrosivos incluyen nitrato de amonio, soluciones salinas, soluciones custicas calientes y vapor.Adems, trabajan bien en servicio en procesos secos como polmeros y resinas pulverizados, vlvulas de descarga de tolvas y secadoras, en tuberas para transporte neumtico y en sistemas de recuperacin de polvos.En la industria de la pulpa y el papel, se emplean en las tuberas para pulpa, control de licor negro y blanco, agua cruda, amoniaco, sosa custica, cido ntrico usado, pasta blanqueada, lavada y en tuberas para vaco.Para manejar esos materiales, se utilizan a menudo las vlvulas hechas con Illium, con guarniciones de Nitronic 50, inoxidables y de titanio y con sellos de Viton, Tefln o Hypalon.Tambin se emplean con frecuencia en sistemas de ventilacin y de control de contaminacin de las plantas, debido a la facilidad para su control remoto.

ASPECTOS BSICOS DE LAS VLVULAS, INCLUSO SU SELECCIN.La vlvula de mariposa tiene la ventaja de combinar las funciones de la vlvula de cierre y de control de triangulacin. Esto puede requerir un ubicador (posicionador) para mantener el control correcto, pero se pueden combinar las dos funciones en una sola vlvula. Adems, la vlvula de disco sencillo que gira en el cuerpo es de fcil accionamiento manual o automtico. Es muy comn el empleo de operadores con engranes, palancas, impulsiones con motor elctrico, operadores con cilindros neumticos o hidrulicos o de diafragma para control local 0 remoto.