Compuerta, globo o bola: cuál va en cada servicio

Tres válvulas del mismo diámetro, en la misma línea, cuestan distinto y duran distinto. No es por la marca: es porque cada una está hecha para una cosa. La compuerta abre y cierra, la de globo regula y la de bola bloquea rápido. Ponerlas al revés no rompe nada el primer día; se cobra después, en asientos comidos, vibración y horas de paro.

Lo que sigue es una guía general. La válvula correcta depende del fluido, la presión, la temperatura y la norma de tu proyecto.

Primero, la pregunta correcta

Antes de elegir el tipo, contesta qué tiene que hacer la válvula:

• Aislar: abrir o cerrar del todo, casi siempre quieta, para dejar un tramo fuera de servicio.
• Regular: quedarse a media carrera fijando un caudal o una presión.
• Bloquear rápido: cerrar en segundos, y cerrar bien.

Una válvula que aísla se elige por caída de presión y por hermeticidad; una que regula, por su curva y por cómo aguanta el desgaste. Son criterios casi opuestos, y por eso ninguna válvula es buena en las tres cosas.

Compuerta: aislar dejando el paso libre

Baja una cuña o un disco perpendicular al flujo. Abierta del todo, el fluido pasa recto por un hueco casi del mismo diámetro que la tubería: de las tres, es la que menos estorba.

• Es multivuelta: se abre y se cierra con varias vueltas de volante. Esa lentitud es una virtud, no un defecto, porque protege la línea del golpe de ariete.
• El vástago ascendente deja ver la posición a simple vista y es el habitual en proceso; el no ascendente se usa donde no hay altura libre, como en redes de agua enterradas.
• No regula. A media carrera el fluido pasa por una ranura a mucha velocidad, la cuña vibra y el asiento se erosiona. Una compuerta que vive a medias dura poco y después ya no cierra.
• Con sólidos en suspensión la cuña puede no asentar; ahí la que corresponde es la de cuchilla.

Normas habituales: API 600 para compuerta de acero con bonete empernado, API 602 para las compactas de DN 100 y menores, API 603 para las de acero inoxidable.

Globo: regular, y pagar por ello

El fluido entra, sube, cruza el asiento y vuelve a bajar. Ese recorrido en S dentro del cuerpo es lo que la hace buena regulando —el obturador se acerca al asiento de forma progresiva y el caudal responde— y también lo que la vuelve cara en energía.

• Es la que más caída de presión mete de las tres, incluso abierta del todo.
• Tiene sentido de flujo. El fabricante marca una flecha en el cuerpo: montarla al revés cambia el comportamiento del obturador y puede hacerlo golpear contra el asiento.
• Es la válvula de los bypass, los venteos, las purgas y todo lo que se abre y se cierra seguido: asiento y obturador se cambian sin sacar el cuerpo de la línea.
• La válvula de control automática es su pariente cercana: mismo principio de obturador contra asiento, con actuador y posicionador encima.

Normas habituales: API 623 para globo de acero bridada y soldable, API 602 en las compactas.

Bola: un cuarto de vuelta y cierre a prueba de burbuja

Una esfera perforada gira entre dos asientos, casi siempre blandos (PTFE). Noventa grados y está.

• En paso pleno (full port), el agujero de la esfera tiene el mismo diámetro que la tubería y la válvula abierta se parece a un tramo recto. En paso reducido el agujero baja una medida: es más barata y más ligera, y en una línea de servicio da igual; en una succión de bomba o antes de un medidor, no da igual.
• Cierra muy bien y se opera en un gesto, con palanca. Desde cierto diámetro y cierta clase el par es demasiado alto para la mano y el fabricante la entrega con engranes o con actuador.
• Sus dos límites son el asiento y la velocidad de cierre. El PTFE pone un techo de temperatura —en vapor o alta temperatura se pasa a asientos metálicos— y un cuarto de vuelta brusco en una línea larga de líquido es una receta de golpe de ariete.
• Tampoco regula: a media apertura el chorro pasa por una media luna y come el asiento por un solo lado.
• En medidas y clases chicas la esfera flota y el propio fluido la empuja contra el asiento de aguas abajo. A partir de cierto tamaño se usa muñonada, con la esfera sujeta arriba y abajo y los asientos empujados por resorte.

Normas habituales: API 608 para bola metálicas, API 6D en ductos, ISO 17292. Donde hay riesgo de incendio, la prueba de fuego de API 607 o ISO 10497.

La comparación, en una tabla

La caída de presión, en números

En cálculo hidráulico las válvulas se cuentan como longitud equivalente de tubo recto. Con los coeficientes de uso común del Crane Technical Paper No. 410, una compuerta abierta equivale a unos 8 diámetros de tubo, una bola de paso pleno a unos 3 y una de globo a unos 340.

Un ejemplo: una línea de 4″ con agua a 2 m/s. La de globo, abierta del todo, se come del orden de 1.2 metros de columna de agua, unos 0.12 bar. La de compuerta, menos de 3 centímetros. Esa diferencia la paga la bomba cada hora que la planta está encendida.

De ahí sale la regla más rentable de esta nota: si la válvula sólo va a estar abierta o cerrada, no pongas una de globo.

Errores que se pagan en mantenimiento

• Dejar una compuerta a media carrera para «ajustar» el caudal: vibra, erosiona el asiento y termina sin cerrar.
• Poner bola donde hay que regular: el asiento se come por un lado y la fuga aparece justo el día que la necesitas cerrada.
• Pedir bola de paso reducido para una succión o para un tramo con medidor.
• Olvidar el par de maniobra: una bola grande sin engranes no la mueve nadie con palanca.
• Elegir por el cuerpo y olvidar los internos. El cuerpo aguanta la presión; el trim es el que se desgasta.

Lo que decide la compra, además del tipo

• Clase de presión según ASME B16.34 (150, 300, 600, 900, 1500, 2500) y temperatura de operación: el valor admisible baja al calentarse.
• Material del cuerpo y de los internos (trim).
• Extremos: bridados (RF o RTJ), roscados NPT o soldables (SW o BW). La longitud entre caras la fija ASME B16.10, y por eso una válvula de otra norma puede no entrar en el hueco que dejó la anterior.
• Operación: volante, palanca, engranes o actuador neumático, eléctrico o hidráulico.
• Pruebas: API 598 fija las de casco y asiento con las que se recibe la válvula.
• Si hay ácido sulfhídrico, la especificación pedirá materiales conforme a NACE MR0175 / ISO 15156.

Y las demás de la familia

La check evita el contraflujo y se elige por cómo cierra, no por cómo abre. La mariposa aísla con poco peso y poco espacio entre bridas, y es la habitual en diámetros grandes de agua. La de cuchilla corta pulpas y sólidos. Las de seguridad y alivio protegen contra sobrepresión: la de seguridad abre de golpe en gases y vapor, la de alivio en proporción al aumento de presión, en líquidos. La trampa de vapor desaloja el condensado sin dejar escapar vapor vivo.

Para pedirla sin una segunda vuelta de correos

• Tipo de válvula y diámetro.
• Clase de presión (150, 300, 600…) o presión de trabajo.
• Material del cuerpo y de los internos.
• Extremos: bridados (RF o RTJ), roscados NPT o soldables (SW o BW).
• Operación: volante, palanca, engranes o actuador.
• Fluido, presión y temperatura de operación.
• Norma del proyecto, si la hay (API 6D, API 600, API 602…).
• Cantidad.

Si tienes la línea definida pero no el tipo de válvula, manda el servicio y lo que necesitas que haga —aislar, regular o bloquear rápido—. Con eso se acota en una sola conversación.