VÁLVULA REDUCTORA DE PRESIÓN

DESCRIPCION DE FUNCIONAMIENTO Y USOS

La válvula reductora de presión, a veces también llamada reguladora de presión (ver válvulas reguladoras de presión) es una válvula de control hidráulico cuya consigna es reducir una elevada presión aguas arriba de la válvula a un valor menor constante aguas abajo de la misma, independientemente de las variaciones de presión aguas arriba y de las variaciones del flujo o de la demanda en la línea.

 

En la figura de abajo se observa un corte de una válvula reductora de presión con sus distintas partes, donde (1) es una restricción cuya función es facilitar la apertura de la válvula, (2) es la cámara superior que ya explicamos en la sección válvulas de control hidráulico , (3) es el piloto que comanda la operación de la válvula, (4) es el disco con su asiento que producen el cierre de la válvula, (5) es un válvula aguja que acelera o lentifica el cierre de la válvula restringiendo el flujo de agua hacia la cámara superior (no restringe el flujo en sentido contrario), y (6) es una válvula de seccionamiento manual ubicada aguas abajo de la válvula que cuando se cierra comanda el cierre de la válvula principal.

FUNCIONAMIENTO DE LA VÁLVULA REDUCTORA DE PRESIÓN

Como explicamos en la sección válvulas de control hidráulico, La válvula reductora de presión como cualquier otra válvula de control, se cerrará cuando la presión aguas arriba de la válvula P1 es transmitida íntegramente y de forma completa a la cámara superior (2), esto se puede lograr cerrando la válvula manual (6) ubicada sobre el circuito de control entre el piloto y P2.

 

Cuando la válvula se encuentra en operación, el piloto (3) siente las variaciones de presión aguas abajo (P2) y actúa abriendo o cerrando según estas variaciones. El piloto controla la acumulación de presión en la cámara superior obligando a la válvula principal a modular a una posición intermedia para mantener el valor de presión P2 establecido y regulado en el piloto.

 ADMINISTRACION DE PRESION MEDIANTE VALVULA REDUCTORA DE PRESION

En redes de distribución de agua existen zonas donde la presión es elevada, ya sea por estar cerca de las estaciones de bombeo o porque geográficamente están en sectores de baja elevación o cota. No solo es necesario reducir presión a estos usuarios para su confort sino también para evitar roturas de tuberías y evitar mayores fugas de agua, ya que todas las redes de agua tienen en mayor o menor medida pérdidas o fugas. En la siguiente figura vemos una válvula reductora de presión, en el gráfico P,T de la derecha se puede ver el área gris que representa las horas y niveles de presión superiores al valor de consigna. Si bien esto es una mejora para el sistema, representa un grado de ineficiencia ya que aguas arriba de la válvula hay presiones elevadas innecesarias. Existen hoy en día mecanismos adicionales de gestión de presiones de manera lograr una mayor eficiencia y menores presiones totales en los sistemas.

VALVULA REDUCTORA DE PRESION Y CAVITACION

La cavitación en válvulas de control y específicamente en válvulas reductoras de presión tiene un efecto importante en la vida útil de los sistemas y en su operación. La cavitación daña la válvula y la tubería mediante vibración y erosión de sus paredes internas. También causa ruidos elevados.

 

Cuando las válvulas reductoras de presión trabajan en posiciones cercanas al cierre, es decir cuando el área de pasaje del líquido se encuentra muy reducida, el flujo se acelera para compensar esta disminución de área, la mayor velocidad hace caer la presión. Cuando la presión cae y alcanza la presión de vapor del líquido, se forman cavidades de vapor o burbujas que son arrastradas por el flujo. Cuando se alejan del obturador de la válvula, el área de pasaje se vuelve a incrementar, la velocidad disminuye, la presión aumenta y las burbujas de vapor colapsan por implosión generando altísimas presiones (colapso de la cavidad de vapor) y micro jets que erosionan la pared de la válvula si se encuentran cerca de ella.

En el gráfico de abajo se muestra en zona gris la región de cavitación que debe evitarse. El eje X corresponde a la presión aguas abajo de la válvula reductora, y en el eje Y las presiones aguas arriba.  Si queremos por ejemplo reducir presión de manera de obtener 1 bar aguas abajo (eje X), vemos que si aguas arriba hay 4 bar todavía estamos fuera de la zona gris donde hay riesgo de daño por cavitación; sin embargo si la presión aguas arriba es de 5 bar o mayor, entramos en la zona gris de cavitación.

 

Hay diferentes alternativas para evitar la cavitación, podemos colocar dos válvulas en serie o incluir dispositivos especiales como por ejemplo jaulas anti-cavitantes o seleccionar válvulas con características estructurales con mayor preparación anti cavitación (paredes internas alejadas del disco de cierre, etc.).

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