Válvulas de control de Vástago deslizante ¿Porqué son las mas usadas?

Las válvulas de control de vástago deslizante (también conocidas como válvulas tipo globo o globe valves) representan la solución más extendida y confiable para el control preciso de caudal en la industria de procesos. Su diseño robusto, versatilidad y capacidad de respuesta las convierten en el estándar de facto para regular presión, temperatura, nivel y flujo en sistemas automatizados. Pero ¿qué hace que estas válvulas se mantengan como las favoritas frente a otras tecnologías?

En este artículo, exploraremos a fondo su principio de funcionamiento, ventajas técnicas, limitaciones y aplicaciones más frecuentes. Esta información es clave tanto para ingenieros de selección de instrumentos como para diseñadores de lazos de control.

Principio de funcionamiento

Las válvulas de vástago deslizante operan mediante el movimiento vertical de un obturador conectado a un vástago, el cual se desplaza dentro de un cuerpo que contiene un orificio regulador. El desplazamiento del obturador, gobernado por un actuador (neumático o eléctrico), modula la sección de paso del fluido, variando así su caudal de manera continua.

Dependiendo del diseño del obturador (parabólico, en jaula, en jaula balanceada, etc.), estas válvulas ofrecen diferentes características de flujo, como:

• Lineal
• Igual porcentaje
• Rápida apertura (quick opening)

Estas características se adaptan a las necesidades dinámicas del proceso según la variable controlada y la respuesta deseada del sistema.

Figura 1: Componentes de una válvula tipo globo con válvulas de vástago deslizante

¿Por qué son las más utilizadas?

a. Alta precisión en el control

El diseño de estas válvulas permite un control proporcional muy preciso, especialmente cuando se combinan con actuadores de diafragma de resorte y posicionadores inteligentes. Son ideales para lazos de control de procesos continuos que requieren exactitud y repetibilidad.

b. Versatilidad de diseño

Pueden fabricarse en múltiples configuraciones de cuerpo (de paso recto, en ángulo, doble puerto), materiales (acero al carbono, acero inoxidable, aleaciones especiales) y tamaños, adaptándose a diferentes servicios y condiciones de proceso.

c. Amplia variedad de características de flujo

Los obturadores intercambiables permiten seleccionar la característica de flujo que mejor se adapta a la respuesta deseada del lazo de control. Esto otorga al ingeniero de control un alto nivel de flexibilidad al momento del diseño.

d. Rango de operación aceptable

Aunque no son las mejores en rangeability (normalmente 30:1 a 50:1), este valor es suficiente para la mayoría de aplicaciones industriales donde el caudal no varía de forma extrema.

e. Facilidad de mantenimiento

El mantenimiento es relativamente simple y se puede hacer en campo. Además, las partes internas suelen estar estandarizadas, lo que facilita el suministro de repuestos.

Aplicaciones típicas

Las válvulas de control de vástago deslizante están presentes en múltiples industrias:

• Oil & Gas: Control de inyección de vapor, corte de gas de venteo, control de caudal de crudo.
• Química y Petroquímica: Regulación de temperatura en reactores, control de presión en columnas de destilación.
• Alimentos y bebidas: Dosificación de ingredientes líquidos y control térmico.
• Energía: Control de agua de alimentación en calderas, regulación de vapor.

En estos sectores, su confiabilidad y capacidad de adaptarse a condiciones de trabajo severas (altas presiones, temperaturas, fluidos corrosivos o con partículas) las posiciona como la primera opción.

Limitaciones

A pesar de sus ventajas, no todo es perfecto. Estas válvulas presentan ciertas limitaciones que deben considerarse:

• Mayor caída de presión: Comparadas con válvulas tipo mariposa o de bola segmentada, las tipo globo presentan mayor pérdida de carga.
• Tamaño y peso: A igualdad de capacidad, son más voluminosas y pesadas.
• Costo inicial: Su precio es más alto en comparación con válvulas de control rotativas, aunque su ciclo de vida tiende a compensar esta diferencia.

Comparativa con otras tecnologías

Es importante saber que:

Las válvulas de control de vástago deslizante se mantienen como las más utilizadas debido a su precisión, robustez y adaptabilidad a distintas aplicaciones. Si bien existen otras tecnologías que ofrecen ventajas en términos de costo o eficiencia hidráulica, pocas igualan la confiabilidad operativa y el control fino que estas válvulas proporcionan.

La correcta selección debe basarse en un análisis técnico del proceso, la dinámica del lazo y las condiciones de operación. Conocer a fondo las características y limitaciones de cada tipo de válvula es una herramienta fundamental en el arsenal de todo ingeniero de instrumentación y control.