CRITERIOS PARALA ELECCIN DE UNA VLVULA HIDRULICA DE DIAFRAGMA 2 CRITERIOS PARA LA ELECCIN DE UNA VLVULA HIDRULICA DE DIAFRAGMA. 1.- Introduccin.- Enelmercadoexistenunaampliavariedaddevlvulashidrulicasymuchas vecesaltcnicoseleplanteaelproblemadeelegirlamasadecuadaasusnecesidades. Trataremosacontinuacindesistematizaralgunascuestionesimportantesparauna correcta eleccin. 2.- Tipos de vlvulas.- Este punto, segn mi criter io, es el mas importante de todos. Existen en el mercado los tipos siguientes de vlvulas hidrulicas: -Vlvulas de cmara doble-Vlvulas de cmara simple Fig1.- Vlvula de cmara dobleFig2. - Vlvula decamara Simple 3 Fig3.- Vlvula deasiento equilibradoFig 4. - Vlvula tipo Saunders Lasvlvulasdecmaradoble,comosupropionombreindica,poseendos cmarasdecontrolindependientesyaccesiblesdesdeelexterior,mientrasqueelcierre lo hace un tapn solidario a un eje que es accionado por el diafragma. En lasvlvulas de cmara simple solo hay una cmara de control y el cierre lo realiza el propio diafragma contra el cuerpo. Ladiferenciaentrelosdiversostiposdevlvulasdecmarasimpleestaenla manera que se produce el cierre. Enlasvlvulasdeasiento equilibrado Fig 3.-,serie400deBermadeldiafragma es de forma cilndrica y el cierre se produce cuando este cilindro se apoya en el orificio de entrada obteniendo un cierre parejo y equilibrado. EnlasvlvulastipoSaunderseldiafragmaesmasomenosplanoyelcierrese produceporelapoyodeldiafragmacontraunnerviocentral,comopuedeverseenla figura4.Las vlvulas de cmara doble son, sin duda, las menos extendidas en el mercado, debidoaquesolohayunpardefabricantesquelasproducen,perosonlasquetienen mejores prestaciones como podremos comprobar a continuacin. 4 3.- Funcionamiento comparativo de las vlvulas.- El diafragma de las vlvulas de asientotiposerie 400 Bermad, y por supuesto las vlvulas de cmara doble, en posicin de cierre esta equilibrado y por tanto el reparto de fuerzassobreelmismoessimtricoesdecirexistensiemprelasmismasfuerzasen cualquieradelasdosmitadesenquelodividamosyportantoenestasvlvulasnohay deformaciones del diafragma con el tiempo.EnlasvlvulasdetipoSaundersycamarasimpleeldiafragmasiesta desequilibradoenposicindecierre,comopuedeverserepresentadoenlasfiguras siguientes,sufriendodeformacionesenlapartedeldiafragmadelladodeaguasabajo, estas deformaciones son lgicamente mayorescuanto mayor es la presin a la que este sometidalamisma. Parapaliarestatendenciaaladeformacinmuchosfabricantesincorporanenel cuerpounnerviotransversalparaquesirvadeapoyoaldiafragma,sinembargoeso hacequeelpasodelaguaquedepartidoendosmitadesobstruyndoloparcialmente, cosaquenoocurreenlasvlvulasdeasientoyenlasdecmaradobleporloqueen estas nohay ningn obstculo al paso del agua. Laduracin,portanto,delosdiafragmasdelasvlvulasdedoblecmaraylas deasientosersuperioralosotrosdostipos,yaqueestasdeformacionesacortaransu vida til. Fig.5. - Valvula de asiento Fig. 6. - Vlvula tipo Saunders (Equilibrada)(No equilibrada) 5 Comopodremossuponer,porloexpuestoanteriormente,losdiafragmasdelas vlvulastipoSaundersydecamarasimplesufrenparalelamentealadeformacinun desplazamientolateralenelsentidodelflujoyportantonoesposibleinstalarenlas mismasunindicadordeposicinqueesunelementoimprescindibleparacolarsobreel mismouninterruptorfindecarreraountransductordeposicindemaneraque podamos conocer a distancialaposicindelavlvula. Fig.7. - Vlvula de Camara Doble con indicador de posicin y final de carrera Porotrapartetodaslasvlvulasdecmarasimplenecesitanunmuellede asistencia al cierre. En las vlvulas tipo Saunders o camara simpleeste muelleha sido sustituido por un refuerzo de goma construido como parte integrante del diafragma o un resorte en el area del diafragmaEl resto de vlvulas de cmara simple llevan un muelle de acero inoxidable que es cnico para permitirdesplazamientoslaterales,comohemos comentado. 6 Los muelles son unos elementos perfectamente conocidos y estn construidos de maneraquealcomprimirlosdevuelvanunafuerzadeterminada,yestafuerza permaneceprcticamenteinvariableconeltiempo,cosaquenoocurreconlas nervadurasdegomadealgunasvlvulasquealserdelmismoelastmeroqueel diafragmasu elasticidad, y por tanto la fuerza que produce, se va perdiendo con el paso deltiempo,elataquequmicodelagua,yesdependientedelatemperatura,portanto puede en algn caso no llegar a cerrar. La eleccin de la fuerza del muelle es una cuestin muy importante ya que de l dependeporunaparteasegurarelcierre,comoyahemosvisto,yporotrainfluye directamente en lapresinmnimanecesariaparaabrirlavlvulaqueoscilaentreunos 7m.c.a.paraunabuenavlvuladeasientohasta15m.c.a.paraalgunasvlvulastipo Saunderso de camara simple. Lasvlvulasdecmaradoblenonecesitanmuellesyportantofuncionan con muy bajas presiones de aproximadamente 2-3 m.c.a., lo que las hace que sean las nicas vlvulas recomendables en condiciones de baja presin. 7 Hastaahorasolohemoshabladodeloqueocurreconlavlvulacuandoest abiertaocerradaperocuandolavlvulatienequeregularcualquierparmetro,esta, tienequetomarposicionesintermedias,niabiertanicerrada.Enelcasodelasvlvulas deasientoeldiafragmayenlasdecmaradobleeldiafragmayportantoelasientode cierretomanunaposicinintermediadejandounaseccindepasoperfectamente conocidaqueesigualalrealateraldeuncilindrodebaselacircunferenciadelasiento y altura el desplazamiento del diafragma, lo que puede medirse desde el exterior sin mas queinstalarunindicadordeposicinymedireldesplazamientodelmismo, considerandosequelavlvulaestcompletamenteabiertacuandoeldesplazamientoes deD/4,siendoDeldimetronominaldelavlvulacomopuedeverseenlafigura siguiente: Fig.8. - Secciones de paso y desplazamiento del cierre en una vlvula de cmara doble y/o en una vlvula de asiento. 8 Efectivamente, igualando la seccin de entrada (rea del circulo del asiento) con elreadesalida(realateraldelcilindrodealturaeldesplazamientoHydespejando resulta:

NoocurreasconlasvlvulasdetipoSaundersodecamarasimpleyaqueen amboscasoseldiafragmaadoptaunalaformadeunasuperficiealabeadaconloquela seccindepasonodependedeldesplazamientosinoquetambindelaformaque adopte,siendoademsimposibledemedirelreadepaso,porloquepodemosdecir queenregulacinsernmsprecisaslasvlvulasdeasientoydecmaradoblequelas dems y en estas podremos medir con facilidad la seccin de paso. 4.- Caractersticas generales.-Unavezconocidoelfuncionamientodelasvlvulaspasamosaexaminar algunas cuestiones tiles para la eleccin de la vlvula mas conveniente. 4:1.- Perdida de carga.- Para una vlvula cuya misin sea abrir y cerrar es evidente que el mejor diseo seraquelqueparaelmismocaudalproduzcaunamenorperdidadecarga.Esta cualidadsemideporelcoeficienteKvqueeselcaudalquepasaporlavlvulapara producirunaperdidadecargade1Kg/cm2.,elcoeficientequedanlosfabricantes( Kvo) y los bacos de perdida de cargase refieren a vlvulas completamente abiertas. Perocuandosetratadevlvulasreguladoraslaperdidadecarganosoloesuna cuestinirrelevantesinoquesenecesitaquelavlvulatengaunaciertaperdidapara quecumplaconefectividadsucometidodehecholasvlvulasreguladorascasisiempre sondemenortamaoquelatuberadondeseinstalan,estoesdebidoalhechoaquela vlvuladebeserdimensionadadeformaquecuandohayacerradoun50%elcaudal circulante haya variado significativamente. DHD=424DH = 9 Para ilustrar este hecho es bien conocido el caso de las vlvulas de mariposaque nosonaptaspararegularyaqueenposicinabiertatienenunaperdidadecarga muy bajayesnecesariocerrarlacasicompletamente,paraconseguirquesenotensus efectos,poresocuandoapesardetodoseusanpararegularsecolocandemenor tamaoquelaconduccinparaqueavlvulaabiertayahayaunaciertaperdidayal cerrarla su efecto se note cuanto antes. Aspuesparacerraryabrir,sisolonosfijamosenlaperdidadecarga,las vlvulastipoSaundersseranlasmasventajosasperosilasquisiramospararegular serian las peores. 4:2.- Resistencia a la cavitacin.- Lasvlvulas,cuandoselashacetrabajarconescasaaberturayaltoscaudales provocan,lgicamente,unagrandisipacindeenergadebidoalaaltaresistenciaque ofrecealpasodelfluido.Almismotiemposeproduceunnotableincrementodela velocidaddelfluido,consecuenciadirectadeladisminucindelreadepaso(efecto Venturi).Esteaumentodelavelocidadtraeconsigounadisminucindelapresin.Si enestabajadadepresinsealcanzalapresindevapordelfluido,ennuestrocasoel agua,seproducenburbujasdevaporyportantoelfenmenodelacavitacin.Estas burbujas de vapor viajan con la corriente hacia zonas donde la presin se incrementa de nuevodebidoaquelaseccinsehacemayorconloqueseproduceelviolentocolapso delasmismas.Silasburbujassecolapsanenlasproximidadesdeldiafragmaodelas paredesdelavlvulaproducenalalargaerosionesllegandoadejarinoperanteala vlvula. 10 La resistencia a la cavitacin depende del diseo de la vlvula y se mide por una seriedecoeficientes,elmascomneselllamadoFactordecavitacinreferidoaaguas abajo que se define como: Donde : R2= Factor de cavitacin referido a aguas abajo P2= Presin absoluta aguas abajo Pv= Presin de vapor del agua a la temperatura de trabajo P=Cadadepresinenlavlvulafuncindelcaudalyelgradode apertura A igualdad de caudal y grado de apertura la caviacin ser mas severa en cuanto mayorsealaperdidadecargayelcaudalcirculante,portantonosinteresaun coeficiente R2lomayorposible. Obviamente, la cuestin de la cavitacin no tiene ninguna importancia cuando se trata de vlvulas de abrir y cerrar pero se convierte en una cuestin fundamental cuando setratadevlvulasreguladorasymssitrabajanconaltasreduccionesdepresiny caudales elevados. Delostiposobjetodenuestroarticulolasvlvulasdecmaradoblesonlasms resistentes a la cavitacin y las tipo Saunders las menos resistentes. PP PRv=2211 4:3.- Otras caractersticas.- Alahoradeelegirunavlvulahidrulicahabraqueescogerlaquems eficientementerealicesumisinperotambinhayqueconsiderarunaseriede cuestionesquehayquesopesaryaqueapesardequeenprincipionoparezcanmuy importantes,sinembargopuedenserdecisivasalahoradelaeleccincomopor ejemplolafacilidadodificultaddesumantenimiento,lanecesidadonodecarretesde desmontajeparasuinstalacin,elpesodelasvlvulas,elespacionecesarioparasu instalacin,laposibilidaddetransformarlasencmarasimpleodoble,yla disponibilidad de los repuestos ydisponibilidad de servicio tecnico Nacional.