La elección entre una válvula de bola y una válvula de globo depende de si el objetivo principal en esa tubería es “detener o dejar pasar el fluido” o bien “regular el caudal con precisión”. Para aplicaciones de corte en las que se desea conmutar de forma rápida y segura entre apertura y cierre totales, resulta adecuada la válvula de bola; para aplicaciones de regulación en las que se quiere estrangular el caudal variando el grado de apertura, resulta adecuada la válvula de globo. Ambas difieren tanto en su estructura como en su tendencia de pérdida de carga, y confundir el propósito puede provocar desgaste de la válvula, cavitación o un deterioro de la controlabilidad.
Puntos clave de este artículo
- El criterio básico es: válvula de bola si el objetivo principal es el corte y la apertura/cierre totales; válvula de globo si el objetivo principal es la regulación del caudal
- La válvula de bola presenta una pérdida de carga reducida en apertura total, mientras que la válvula de globo destaca por el control de estrangulamiento y la estanqueidad de cierre
- Organizar como condiciones la aplicación, el fluido, la frecuencia y el rango de regulación ayuda a no equivocarse en la selección
Diferencias de estructura y características entre la válvula de bola y la válvula de globo
Cómo funciona cada una
La válvula de bola tiene una estructura en la que un obturador esférico con un orificio pasante gira 90 grados para abrir y cerrar. En apertura total el conducto queda prácticamente recto, por lo que en general la pérdida de carga es reducida y resulta apta para aperturas y cierres rápidos. Por otra parte, el uso en estrangulamiento manteniendo la maneta en una posición de apertura intermedia tiende a provocar un desgaste desigual del asiento y del sello, por lo que en principio no se recomienda.
La válvula de globo tiene una estructura en la que el obturador sube y baja respecto al asiento para variar la holgura del conducto. Como el flujo describe una forma de S, la pérdida de carga es relativamente alta incluso en apertura total, pero el caudal varía de forma suave según el grado de apertura, por lo que ofrece un excelente control de estrangulamiento y estanqueidad de cierre.
Criterios de selección
En primer lugar, se distingue la aplicación entre “centrada en el corte” o “centrada en la regulación”. Para el ajuste de derivación (bypass) en la aspiración y la descarga de bombas, o para el ajuste fino de la temperatura y el caudal de vapor o agua caliente, resulta fácil de usar la válvula de globo; y si se va a usar en apertura y cierre totales como válvula principal de un equipo o como válvula de corte para mantenimiento, tiende a ser más manejable la válvula de bola.
A continuación, se organizan como condiciones la frecuencia de apertura/cierre, la velocidad de operación, la naturaleza del fluido (si es gas o líquido, la presencia de lodos o partículas), el rango de regulación necesario y la exigencia de estanqueidad de cierre. Como su ponderación varía según las condiciones de la tubería, no existe una única respuesta correcta, por lo que en la práctica lo adecuado es compararlas únicamente a modo de referencia.
Aspectos a tener en cuenta al seleccionar
Evitar el uso en estrangulamiento y el uso indebido
Usar una válvula de bola durante largos periodos en apertura intermedia puede provocar desgaste localizado del material del asiento, vibraciones y pérdida de capacidad de sellado. A la inversa, usar una válvula de globo como simple válvula de corte con gran diámetro nominal y alta frecuencia puede resultar desfavorable en cuanto a pérdida de carga y par de operación. Se considera que elegir el tipo de válvula acorde al propósito tiende a ser ventajoso tanto para la vida útil como para la controlabilidad.
Revisión según las condiciones del fluido
En el estrangulamiento con alta presión diferencial existe el riesgo de cavitación y erosión; en tal caso es necesario revisar el modelo, el diámetro nominal y el material de la válvula según las condiciones. Los valores y la idoneidad son tendencias generales, por lo que en la selección real recomendamos estudiar cada caso de forma individual según condiciones como el caudal, la presión, la temperatura y el nombre del fluido.
Preguntas frecuentes
Q1. ¿Cuál es más adecuada para la regulación del caudal?
A1. En general, es más adecuada para la regulación del caudal la válvula de globo, en la que el caudal varía de forma suave según el grado de apertura. El uso habitual de la válvula de bola en apertura intermedia no suele recomendarse.
Q2. ¿Y si se quiere reducir la pérdida de carga?
A2. En apertura total, la pérdida de carga tiende a ser menor en la válvula de bola, cuyo conducto queda prácticamente recto. Suele resultar ventajosa en aplicaciones de corte.
Q3. ¿Cuál tiene mejor estanqueidad de cierre (menor fuga)?
A3. Ambas se usan en aplicaciones de cierre, pero la elección varía según las condiciones. Según la cantidad de fuga exigida y el fluido, es necesario seleccionar el modelo y el material del asiento adecuados.
Q4. ¿Cuál es mejor para puntos donde se abre y cierra con frecuencia?
A4. En muchos casos resulta más manejable la válvula de bola, que permite una operación rápida con un giro de 90 grados. No obstante, conviene comprobar también el par de operación y el diámetro nominal.
Q5. ¿Hay problema en cambiar el tipo de válvula al sustituir una válvula existente?
A5. La idoneidad varía según si la aplicación es de corte o de regulación. Una sustitución a la ligera afecta a la controlabilidad y a la pérdida de carga, por lo que recomendamos estudiarlo tras organizar las condiciones.
Q6. ¿Cuál conviene para fluidos con lodos o partículas?
A6. La estructura y el material adecuados difieren según la naturaleza del fluido. Como también influye la facilidad con que se atascan las partículas, es necesario un estudio individual partiendo de las condiciones del fluido.
Resumen
La válvula de bola y la válvula de globo se eligen básicamente tomando como eje si “el objetivo principal es el corte o la regulación”. Para el corte con apertura y cierre totales se parte de la válvula de bola, y para regular estrangulando el caudal se parte de la válvula de globo, sumando a la decisión condiciones como la frecuencia de apertura/cierre, el fluido, la presión diferencial y el rango de regulación.
Si tiene inquietudes como “conozco el caudal necesario pero me preocupa la controlabilidad en la zona de caudal mínimo”, “temo la cavitación en el estrangulamiento con alta presión diferencial” o “quiero seleccionar un equivalente de la válvula existente o el tipo de válvula adecuado”, organice las condiciones y aproveche el servicio de consulta técnica y de selección de Yoshitake. A partir de la información sobre la aplicación, el fluido, la presión y el diámetro nominal, le ayudaremos a estudiar el tipo de válvula más adecuado.