Válvulas de captura de carbono en 2026: 7 reglas para la selección de materiales para aplicaciones con CO₂
Las válvulas de captura de carbono se están convirtiendo en componentes fundamentales en los sistemas de captura, compresión, transporte, inyección y almacenamiento de CO₂.
En los proyectos de CCUS, la válvula adecuada debe soportar la corrosión, los ciclos de presión, el control de fugas, los efectos de las bajas temperaturas y las condiciones de funcionamiento extremas.
Válvulas de captura de carbono
Servicio de CO₂
Válvulas CCUS
Aleaciones resistentes a la corrosión
Índice
- Por qué son importantes las válvulas de captura de carbono en 2026
- Principales retos técnicos en el servicio de CO₂
- Selección de materiales para válvulas de captura de carbono
- Tipos de válvulas recomendados para aplicaciones de CCUS
- 7 reglas para la selección de materiales destinadas a los ingenieros
- Lista de verificación de especificaciones para compradores
- Cómo la válvula JST es compatible con el uso intensivo de CO₂
- Preguntas frecuentes
La captura, utilización y almacenamiento de carbono, conocida comúnmente como CCUS, se está extendiendo a los sectores de la generación de energía, el cemento, el acero, el refinado, la producción de hidrógeno, el procesamiento químico y los proyectos de energía marina.
Según la Agencia Internacional de la Energía, la tecnología CCUS es fundamental para reducir las emisiones en sectores en los que resulta difícil reducirlas, y el número de proyectos en fase de desarrollo ha crecido considerablemente en los últimos años.
Puedes consultar el resumen oficial de la AIE sobre CCUS aquí:
Captura, utilización y almacenamiento de carbono de la AIE.
En estos proyectos, válvulas de captura de carbono no son accesorios normales para tuberías.
Se utilizan para aislar las tuberías de CO₂, proteger los compresores, controlar la presión, evitar el flujo inverso, regular los sistemas de inyección y garantizar un funcionamiento seguro durante la puesta en marcha, la parada y los ciclos de presión.
Una elección inadecuada de la válvula puede provocar fugas, fallos por corrosión, daños en el asiento, paradas inesperadas y elevados costes de mantenimiento.
El Departamento de Energía de EE. UU. describe el CCUS como un proceso que captura las emisiones de CO₂ y las reutiliza o las almacena en formaciones geológicas subterráneas.
Puedes leer la explicación oficial del DOE aquí:
Captura, utilización y almacenamiento de carbono del Departamento de Energía de EE. UU..
El CO₂ seco, el CO₂ húmedo, el CO₂ en fase densa, el CO₂ supercrítico y el CO₂ mezclado con impurezas pueden requerir diferentes materiales para las válvulas y estructuras de sellado.
Por qué son importantes las válvulas de captura de carbono en 2026
Los sistemas de captura de carbono suelen incluir unidades de captura, unidades de deshidratación, estaciones de compresión, tuberías de transporte, instalaciones de inyección e infraestructura de almacenamiento a largo plazo.
Cada sección presenta unas condiciones de funcionamiento diferentes.
Una válvula instalada en una unidad de captura de baja presión puede estar expuesta a riesgos totalmente distintos a los de una válvula instalada después de un compresor de CO₂ o cerca de un pozo de inyección.
Por este motivo, las válvulas de captura de carbono deben seleccionarse en función de las condiciones reales de funcionamiento, y no solo en función de la presión nominal o del tamaño de la válvula.
Los ingenieros deben evaluar la fase del CO₂, el contenido de agua, la composición de las impurezas, el rango de temperatura, la presión nominal, los requisitos de estanqueidad, el funcionamiento de la válvula y la norma de inspección antes de dar por finalizado el diseño de la válvula.
En muchos proyectos de CCUS, el CO₂ puede transportarse a alta presión para mejorar la eficiencia.
Cuando varían la presión y la temperatura, el CO₂ puede presentarse en forma de gas, líquido, fase densa o fluido supercrítico.
Estos cambios de fase pueden afectar a la caída de presión, al rendimiento de las juntas, al comportamiento a bajas temperaturas y a la selección de materiales.
Principales retos técnicos en el servicio de CO₂
1. Corrosión por CO₂ húmedo
Cuando el CO₂ se combina con el agua, puede formarse ácido carbónico.
Esto puede aumentar el riesgo de corrosión, especialmente en el caso del acero al carbono y de los materiales de baja aleación no adecuados.
2. Impurezas ácidas
Las corrientes de CO₂ pueden contener oxígeno, compuestos de azufre, óxidos de nitrógeno, cloruros o gases ácidos.
Estas impurezas pueden hacer que el servicio resulte más agresivo.
3. Alta presión
Las tuberías de compresión y transporte de CO₂ pueden funcionar a alta presión.
El cuerpo de la válvula, los tornillos, la junta de la tapa y la estructura del asiento deben ser compatibles con la presión de diseño.
4. Baja temperatura
Una despresurización rápida puede provocar un enfriamiento.
Los materiales de las válvulas y los componentes de estanqueidad deben mantener su resistencia y estabilidad dimensional a la temperatura de funcionamiento más baja.
5. Control de fugas
El control de las fugas externas es importante en las instalaciones de CO₂.
Se deben revisar minuciosamente el empaquetado del vástago, las juntas del cuerpo, las uniones con bridas y el sellado de los asientos.
6. Ciclos de presión
El arranque, la parada y el funcionamiento del compresor pueden provocar fluctuaciones de presión.
Las válvulas de captura de carbono deben ser aptas para un funcionamiento repetido y para soportar esfuerzos cíclicos.
Selección de materiales para válvulas de captura de carbono
La selección de los materiales es la base para conseguir válvulas de captura de carbono fiables.
El material adecuado depende de la pureza del CO₂, el contenido de agua, el nivel de cloruro, las impurezas ácidas, la presión de funcionamiento, la temperatura de funcionamiento y la vida útil requerida.
Un material de válvula adecuado para CO₂ limpio y seco puede no serlo para CO₂ húmedo que contenga cloruros o gases ácidos.
Para el servicio estándar con CO₂ seco, se puede considerar el uso de acero al carbono o acero inoxidable tras una revisión técnica.
En el caso del CO₂ húmedo, el CCUS en alta mar, los gases ácidos, la utilización de productos químicos o condiciones de corrosión extrema, pueden ser necesarios materiales de aleación más resistentes, como el acero inoxidable dúplex, el acero inoxidable súper dúplex, el Hastelloy, el Inconel, el Monel, el titanio o el circonio.
Usuarios de dispositivos móviles: desliza el dedo hacia la izquierda o hacia la derecha para ver la tabla completa.
| Material | Ventaja típica | Posible aplicación de la tecnología CCUS | Nota técnica |
|---|---|---|---|
| Acero al carbono | Económico y fácil de encontrar | Líneas de servicio de CO₂ seco seleccionadas y líneas de servicios públicos no corrosivas | No se recomienda su uso en aplicaciones con CO₂ húmedo o con impurezas ácidas sin una evaluación detallada de la corrosión. |
| Acero inoxidable | Mayor resistencia a la corrosión que el acero al carbono | Unidades de proceso de CO₂ más limpias y condiciones de corrosión moderadas | Comprueba el nivel de cloruro, el contenido de agua, la temperatura y la presión antes de realizar la selección. |
| Acero inoxidable dúplex / súper dúplex | Alta resistencia y mayor resistencia al cloruro | CCUS en alta mar, sistemas relacionados con el agua de mar y entornos con cloruro | Adecuado para aplicaciones en las que se requiera tanto resistencia mecánica como resistencia a la corrosión. |
| Hastelloy | Excelente resistencia a la corrosión química agresiva | Gases ácidos, CO₂ húmedo, utilización de productos químicos y corrosión severa | Resulta útil cuando el acero inoxidable no ofrece una resistencia suficiente a la corrosión. |
| Inconel / Aleación de níquel | Resistencia a altas temperaturas y gran resistencia a la corrosión | Refinerías, instalaciones de CO₂ a alta temperatura y plantas químicas en condiciones extremas | Se suele elegir para condiciones combinadas de alta temperatura, presión y corrosión. |
| Titanio | Excelente resistencia a la corrosión y estructura ligera | Sistemas seleccionados que contienen cloruro y servicios relacionados con el agua de mar | La selección debe basarse en las condiciones completas de composición química del medio y de temperatura. |
| Zirconio | Excelente resistencia en determinados entornos con ácidos fuertes | Flujos de CO₂ procedentes de procesos químicos intensivos y relacionados con ácidos especiales | Se utiliza cuando otros metales no ofrecen una resistencia a la corrosión aceptable. |
Tipos de válvulas recomendados para aplicaciones de CCUS
Válvulas de bola para CO₂
Las válvulas de bola se utilizan habitualmente para el aislamiento rápido en unidades de captura de CO₂, líneas de compresores, sistemas de almacenamiento y tuberías de transporte.
En el caso de las aplicaciones de CCUS, los ingenieros deben revisar el material del asiento, el empaquetamiento del vástago, el diseño resistente al fuego, la estructura antiestática, la presión nominal y el comportamiento frente a las fugas.
JST Valve fabrica válvulas de bola industriales en acero inoxidable, acero inoxidable dúplex, Hastelloy, Inconel, Monel, titanio, circonio y otras aleaciones especiales para aplicaciones industriales exigentes.
Válvulas de retención de CO₂
Las válvulas de retención ayudan a evitar el flujo inverso y protegen los compresores, las bombas, las tuberías y los sistemas de inyección.
En los sistemas de captura de carbono, a la hora de seleccionar las válvulas de retención se deben tener en cuenta la dirección del flujo, la presión de apertura, la caída de presión, la velocidad de cierre y las posibles vibraciones.
Válvulas de bola y válvulas de control para CO₂
Las válvulas de bola y las válvulas de control se utilizan para regular el caudal y controlar la presión.
En los servicios de CCUS, se debe revisar el conjunto de la válvula de control para detectar caídas de presión, erosión, ruido, vibraciones, riesgo de flashing y funcionamiento a baja temperatura.
Válvulas de compuerta para CO₂
Las válvulas de compuerta suelen utilizarse para el aislamiento total (totalmente abiertas o totalmente cerradas) en tuberías de CO₂ de gran tamaño.
En lo que respecta al servicio de transporte y almacenamiento, el material de la carcasa, la superficie de sellado de la cuña, la empaquetadura del vástago y la junta de la tapa deben ser adecuados para las condiciones de presión y del fluido.
Válvulas de aleación especial
Se recomienda el uso de válvulas de aleación especial cuando el CO₂ se mezcla con gases ácidos, cloruros, humedad o sustancias químicas agresivas.
Se pueden considerar materiales como el Hastelloy, el Inconel, el Monel, el acero inoxidable dúplex, el acero inoxidable súper dúplex, el titanio y el circonio, en función de las condiciones reales de corrosión.
7 reglas para la selección de materiales destinadas a los ingenieros
1. Comprueba si el CO₂ es seco o húmedo
Esta es la primera regla a tener en cuenta a la hora de seleccionar válvulas para la captura de carbono.
El CO₂ seco puede permitir una mayor variedad de materiales, mientras que el CO₂ húmedo puede provocar corrosión por ácido carbónico.
Si hay agua presente, la evaluación de la corrosión debe ser mucho más rigurosa.
2. Identificar todas las impurezas presentes en la corriente de CO₂
El CO₂ capturado en las plantas industriales puede contener oxígeno, compuestos de azufre, óxidos de nitrógeno, cloruros, aminas u otras sustancias químicas.
Estas impurezas pueden influir en el material de la carcasa, el material de los acabados, la elección de las juntas y el material de los asientos.
3. Definir la fase del CO₂
El CO₂ puede presentarse en forma de gas, líquido, fase densa o fluido supercrítico, dependiendo de la presión y la temperatura.
La válvula debe seleccionarse en función del comportamiento real de las fases, especialmente en los sistemas de compresión, transporte e inyección.
4. Comprueba la temperatura mínima de funcionamiento
La descompresión rápida puede reducir la temperatura y afectar a la tenacidad, al rendimiento de sellado y a la estabilidad dimensional.
Los ingenieros deben determinar la temperatura mínima prevista y seleccionar los materiales metálicos y no metálicos adecuados.
5. Comprobar la compatibilidad del asiento y el equipaje
El asiento y los materiales de empaquetadura deben ser compatibles con el CO₂, la presión, la temperatura y los ciclos de funcionamiento.
En el caso de las válvulas críticas para la captura de carbono, puede ser necesario utilizar empaquetaduras de bajas emisiones, asientos metálicos o un diseño resistente al fuego.
6. Ten en cuenta los ciclos de presión y la fatiga
Los sistemas CCUS pueden sufrir arranques, paradas y fluctuaciones de presión repetidos.
Los cuerpos de las válvulas, los vástagos, los elementos de fijación, las juntas y las superficies de estanqueidad deben ser adecuados para un funcionamiento cíclico y garantizar una fiabilidad a largo plazo.
7. Exigir pruebas y documentación
Los compradores deben solicitar los certificados de los materiales, los informes de las pruebas de presión, los registros de inspección dimensional y la documentación pertinente del proyecto.
En condiciones de uso exigentes, también pueden ser necesarios procedimientos de PMI, ensayos no destructivos (END), pruebas de estanqueidad y procedimientos de inspección personalizados.
Lista de verificación de especificaciones para válvulas de captura de carbono
Antes de solicitar un presupuesto, los ingenieros y los equipos de compras deben preparar datos completos sobre las condiciones de funcionamiento.
Esto ayuda al fabricante de válvulas a seleccionar el material, la estructura, la junta y el plan de inspección adecuados.
Usuarios de dispositivos móviles: desliza el dedo hacia la izquierda o hacia la derecha para ver la tabla completa.
| Datos obligatorios | Por qué es importante |
|---|---|
| Fase de CO₂ | El CO₂ gaseoso, líquido, en fase densa o supercrítico influye en la presión, la temperatura y el diseño de las válvulas. |
| Contenido de agua | Determina si la corrosión por ácido carbónico puede convertirse en un problema grave. |
| Composición de las impurezas | El oxígeno, los compuestos de azufre, los óxidos de nitrógeno y los cloruros pueden influir en la elección de los materiales. |
| Presión y temperatura de diseño | Regula la capacidad nominal de las válvulas, el material del cuerpo, la selección de juntas y los requisitos de ensayo. |
| Temperatura mínima de funcionamiento | Es importante para la resistencia, la estabilidad del sellado y en condiciones de descompresión rápida. |
| Tipo y tamaño de la válvula | Influye en la capacidad de caudal, la caída de presión y el método de instalación y funcionamiento. |
| Norma aplicable | Ayuda a armonizar el diseño, la inspección, las pruebas y la documentación con los requisitos del proyecto. |
Cómo la válvula JST es compatible con el uso intensivo de CO₂
Fujian JST Valve Manufacturing Co., Ltd. se especializa en válvulas industriales de alto rendimiento para aplicaciones corrosivas, abrasivas, de alta temperatura y de alta presión.
En lo que respecta a las válvulas para la captura de carbono y los servicios relacionados con el CO₂, JST Valve puede ayudar a los ingenieros y responsables de compras en la selección de materiales, la optimización de la estructura de las válvulas, el diseño de las juntas y la fabricación a medida.
JST Valve suministra válvulas industriales de acero inoxidable, acero inoxidable dúplex, acero inoxidable súper dúplex, Hastelloy, Inconel, Monel, titanio, circonio y otros materiales especiales.
Estos materiales pueden utilizarse en plantas químicas, refinerías, plataformas marinas, aplicaciones con ácidos, aplicaciones con lodos, sistemas de agua de mar y aplicaciones con corrosión severa.
- Selección personalizada de materiales para válvulas de captura de carbono y aplicaciones con CO₂
- Válvulas de bola, válvulas de retención, válvulas de compuerta, válvulas de globo, válvulas de tapón y válvulas de aleaciones especiales
- Opciones de materiales, entre los que se incluyen Hastelloy, Inconel, Monel, titanio, circonio y acero inoxidable dúplex
- Asistencia técnica para entornos con CO₂ húmedo, gases ácidos, cloruros y corrosión severa
- Fabricación de válvulas OEM y ODM según los requisitos del proyecto
- Pruebas de presión, inspección y asistencia en materia de documentación técnica
Conclusión
Las válvulas de captura de carbono son esenciales para un funcionamiento fiable del sistema CCUS.
La válvula adecuada debe soportar la corrosión por CO₂, los ciclos de presión, el control de fugas, los cambios de temperatura y las condiciones de funcionamiento extremas.
La elección del material es especialmente importante cuando el CO₂ contiene agua, gases ácidos, cloruros u otras impurezas agresivas.
Los ingenieros no deberían elegir las válvulas de captura de carbono basándose únicamente en el tipo de válvula, la clase de presión o el precio.
Para garantizar un funcionamiento seguro a largo plazo, es necesario realizar una revisión exhaustiva de la composición del fluido, la fase del CO₂, la presión, la temperatura, el funcionamiento de las válvulas, los requisitos de estanqueidad y las normas de inspección.
Si su proyecto tiene que ver con la captura de carbono, el transporte de CO₂, el CO₂ húmedo, los gases ácidos, la corrosión en instalaciones marítimas, la alta presión o entornos químicos extremos, JST Valve puede ayudarle a encontrar una solución de válvulas a medida basada en las condiciones reales de trabajo.
¿Necesita válvulas de captura de carbono para servicios relacionados con el CO₂ o el CCUS?
JST Valve puede ayudarle a evaluar sus condiciones de trabajo y recomendarle los materiales adecuados para las válvulas, las estructuras de sellado y los requisitos de inspección para la captura de carbono y el servicio en condiciones extremas con CO₂.
Envíenos los datos relativos a la fase del CO₂, el contenido de agua, la composición de las impurezas, la presión, la temperatura, el tamaño de la válvula, los requisitos de material y la norma aplicable.
Nuestro equipo de ingeniería le ayudará en su proyecto con una solución práctica en materia de válvulas.
Ponte en contacto con JST Valve para solicitar un presupuesto técnico
Preguntas frecuentes: Válvulas de captura de carbono
¿Qué son las válvulas de captura de carbono?
Las válvulas de captura de carbono son válvulas industriales que se utilizan en los sistemas de captura, compresión, transporte, inyección y almacenamiento de CO₂.
Deben seleccionarse en función de la fase del CO₂, la presión, la temperatura, el contenido de agua, las impurezas y los requisitos de sellado.
¿Qué válvulas se utilizan en los sistemas CCUS?
En los sistemas CCUS se pueden utilizar válvulas de bola, válvulas de retención, válvulas de compuerta, válvulas de paso, válvulas de control y válvulas de aleaciones especiales, en función de la aplicación, la presión, las condiciones del fluido y los requisitos de control.
¿Por qué el servicio de CO₂ húmedo es corrosivo?
Cuando el CO₂ se combina con el agua, puede formarse ácido carbónico y aumentar el riesgo de corrosión.
Si además hay impurezas ácidas o cloruros, las condiciones de corrosión pueden agravarse.
¿Se pueden utilizar válvulas de acero al carbono para aplicaciones con CO₂?
Las válvulas de acero al carbono pueden utilizarse en determinadas aplicaciones con CO₂ seco y no corrosivo, pero normalmente no son adecuadas para aplicaciones con CO₂ húmedo o con impurezas corrosivas sin una evaluación detallada de la corrosión.
¿Cuándo se deben elegir válvulas de aleaciones especiales?
Se debe considerar el uso de válvulas de aleación especial cuando el CO₂ contenga agua, gases ácidos, cloruros, o cuando se den condiciones de alta temperatura, alta presión u otras condiciones químicas agresivas.
Se pueden seleccionar Hastelloy, Inconel, acero inoxidable dúplex, acero inoxidable súper dúplex, titanio y circonio en función de los medios de trabajo concretos.
¿Qué datos se necesitan para elaborar un presupuesto de válvulas para la captura de carbono?
Los compradores deben indicar la fase del CO₂, el contenido de agua, la composición de las impurezas, la presión, la temperatura, el tamaño de la válvula, el tipo de conexión, los requisitos de material, el método de funcionamiento y la norma aplicable.
