Tanto la válvula de alivio como la válvula de seguridad son válvulas que protegen los equipos evacuando el fluido cuando la presión de la tubería o del equipo sube en exceso, pero el criterio para elegir entre una y otra reside en “el fluido que se desea proteger” y en “el modo de apertura deseado”. En general, para sistemas de líquidos difíciles de comprimir, como el agua o el aceite, cuando se quiere aliviar la sobrepresión abriendo de forma gradual, resulta adecuada la válvula de alivio; en cambio, para fluidos compresibles, como el vapor o los gases, cuando se busca que se abra ampliamente en el instante en que se alcanza la presión de ajuste para descargar de golpe, es adecuada la válvula de seguridad. También existen aplicaciones en las que, como ocurre con las calderas y los recipientes a presión, la ley exige la instalación de una válvula de seguridad, por lo que lo más seguro es acotar la elección partiendo primero de la aplicación, el fluido y la normativa relacionada.
Puntos clave de este artículo
- La pauta básica es: válvula de alivio si se trata de aliviar líquidos de forma gradual, y válvula de seguridad si se trata de descargar vapor o gas de forma instantánea y en gran cantidad.
- La diferencia puede ordenarse en torno a tres puntos: “el fluido objetivo”, “el modo de apertura (apertura proporcional / accionamiento tipo pop)” y “la existencia o no de exigencias legales”.
- Como también existen denominaciones y formatos combinados (válvula de alivio y seguridad), en caso de duda lo más seguro es consultar aportando las condiciones de diseño.
Diferencias en el mecanismo de la válvula de alivio y la válvula de seguridad
Diferencia en el modo de apertura (característica de elevación)
En la válvula de alivio, lo habitual es un tipo en el que el obturador se eleva gradualmente en la medida en que se supera la presión de ajuste, abriéndose de forma proporcional al aumento de la presión. Alivia poco a poco la sobrepresión para mantener la presión interna del equipo en torno al valor de ajuste, y cuando la presión desciende vuelve a cerrarse. Como los líquidos tienen escasa compresibilidad y la presión desciende con solo evacuar una pequeña cantidad, este accionamiento gradual resulta idóneo.
Por su parte, la válvula de seguridad se caracteriza por el “accionamiento tipo pop”, en el que el obturador se abre de golpe al alcanzar la presión de ajuste. Como el vapor y los gases tienen una gran compresibilidad y la presión no baja con facilidad si no se descarga una gran cantidad de forma instantánea, se abre por completo rápidamente para descargar y se cierra cuando la presión desciende. Dado que tanto el ruido de la descarga como la fuerza de reacción tienden a ser elevados, el diseño del punto de descarga (la tubería de escape) también resulta importante.
Diferencia en el fluido objetivo y la aplicación
Lo primero que conviene verificar en la selección es el fluido del sistema que se desea proteger. En sistemas de líquidos como el agua, el agua caliente, el aceite hidráulico o las soluciones químicas, es frecuente el uso de válvulas de alivio con el fin de evacuar el aumento de presión provocado por la dilatación térmica o por el funcionamiento con la bomba cerrada. Un ejemplo representativo son las medidas contra la dilatación térmica en instalaciones de suministro y acumulación de agua caliente.
En fluidos compresibles y sistemas de alta presión, como las calderas de vapor, el aire comprimido, los diversos gases y los recipientes a presión, se emplean válvulas de seguridad porque, ante una sobrepresión anómala, es necesario descargar de forma fiable y en gran cantidad. Una gran diferencia respecto a los sistemas de líquidos es que, en estos casos, la ley puede exigir la instalación o unas prestaciones determinadas, como sucede con la Ley de Seguridad e Higiene en el Trabajo o con las normativas relativas a calderas y recipientes a presión.
Prestar atención a las denominaciones y a los formatos combinados
En la práctica, denominaciones como “válvula de alivio”, “válvula de seguridad” o “válvula de relief” se mezclan según el sitio de trabajo o el sector, y a veces se llama a una misma válvula con nombres distintos. Además, en normas como las JIS existe también un formato equivalente a la “válvula de alivio y seguridad”, que se abre de forma proporcional y a la vez presenta una característica de apertura rápida en torno a la presión de ajuste, y que en ocasiones se emplea para la protección tanto de líquidos como de gases.
Por ello, es importante no juzgar únicamente por el nombre, sino verificar las especificaciones según las condiciones de diseño, como el fluido, la presión de ajuste, el caudal de descarga y la normativa aplicable. Conviene tener presente que una diferencia de denominación no significa necesariamente una diferencia en el principio de funcionamiento.
Criterios de decisión que conviene tener presentes en la selección
Presión de ajuste, caudal de descarga y diámetro
Tanto en las válvulas de seguridad como en las de alivio, es necesario elegir una presión de ajuste (presión de inicio de descarga) adecuada respecto a la presión máxima de trabajo del equipo. En particular, en las válvulas de seguridad, la premisa es cumplir con un caudal de descarga (capacidad de descarga necesaria) capaz de evacuar la totalidad del caudal generado en la anomalía prevista, ya que, si la capacidad es insuficiente, existe el riesgo de que la presión no acabe de descender. Como norma básica, el diámetro se selecciona a partir del caudal de descarga, y hay que tener cuidado de no decidirlo únicamente por el diámetro de conexión.
Material, conexión y punto de descarga
El material del obturador, el asiento, el resorte, etc., se elige en función del tipo de fluido, la temperatura y su carácter corrosivo. Adónde se conduce el fluido descargado (descarga a la atmósfera o recuperación), la existencia o no de contrapresión, y el riesgo de congelación o condensación son también factores que influyen en la estabilidad del accionamiento. Como la solución óptima varía según las condiciones, no debe aplicarse una respuesta única, sino estudiarse considerando el conjunto del sistema.
Preguntas frecuentes
Q1. ¿Se pueden usar de forma intercambiable la válvula de alivio y la válvula de seguridad?
A1. Como sus características de accionamiento y condiciones de aplicación son distintas, por norma general debe evitarse usarlas indistintamente. En particular, en recipientes a presión y calderas sujetos a normativa legal, se necesita una válvula de seguridad que cumpla las prestaciones exigidas. Si tiene dudas para decidir, consúltenos aportando las condiciones de diseño.
Q2. ¿No se puede usar una válvula de seguridad en sistemas de líquidos?
A2. No puede afirmarse de forma tajante que sea imposible, pero como en los líquidos la presión desciende con una pequeña descarga, en muchos casos resulta más adecuada la válvula de alivio, que se abre de forma proporcional. Como varía según la aplicación y la presión de ajuste, la premisa es una selección acorde a las condiciones.
Q3. ¿Cómo debe determinarse la presión de ajuste?
A3. En general, se ajusta dentro de un rango que no supere la presión máxima de trabajo del equipo, asegurando una diferencia respecto a la presión de operación normal. Como el valor adecuado difiere según las especificaciones del equipo y la normativa, tómelo como una orientación y verifíquelo de forma individual.
Q4. ¿Por qué es importante el caudal de descarga (capacidad de descarga)?
A4. Porque, si no se logra descargar por completo el caudal generado durante una anomalía, existe el riesgo de que la presión no acabe de descender. En particular, en las válvulas de seguridad para vapor y gas, es imprescindible una selección de diámetro que cumpla la capacidad de descarga necesaria.
Q5. ¿Son necesarias las inspecciones periódicas?
A5. Como con el paso del tiempo pueden producirse fugas en el asiento o agarrotamientos, se recomienda comprobar el accionamiento y realizar el mantenimiento de forma periódica. El intervalo de inspección difiere según las condiciones de uso y la normativa relacionada.
Q6. Las denominaciones varían en el sitio de trabajo.
A6. “Válvula de relief”, “válvula de alivio” y “válvula de seguridad” son denominaciones que se mezclan con facilidad. Lo más seguro es verificar por las especificaciones (fluido, presión de ajuste, caudal de descarga, normativa aplicable) y no por el nombre.
Conclusión
La válvula de alivio y la válvula de seguridad se eligen según la diferencia de finalidad: aliviar líquidos de forma gradual, o descargar vapor y gas de forma instantánea y en gran cantidad. Los ejes de decisión son tres puntos: “el fluido objetivo”, “el modo de apertura” y “la exigencia legal”; ordenarlos como condiciones de diseño reduce las dudas.
Si se encuentra en situaciones como “no puedo juzgar si el diámetro es el adecuado”, “quiero obtener la capacidad necesaria a partir del caudal de descarga en una anomalía”, “quiero seleccionar un producto equivalente a la válvula de alivio o de seguridad ya instalada” o “no acabo de decidir las especificaciones según se trate de un sistema de vapor o de líquido”, utilice la consulta técnica y de selección de Yoshitake, aportando la información de diseño como el fluido, la presión, la temperatura y las condiciones de conexión. Le ayudaremos a elegir las especificaciones adecuadas a su aplicación, ajustándonos a las condiciones reales de su trabajo.