Imagínese el sistema de suministro de agua de una ciudad como el sistema circulatorio humano, entregando incansablemente la esencia de la vida.Así como las burbujas de aire en los vasos sanguíneos pueden afectar la circulación o causar graves problemas de saludEn este artículo se explora la función vital de las válvulas de aire en los sistemas de agua y aguas residuales, detallando cómo garantizan la seguridad,una operación eficiente de la tubería al tiempo que se reducen los costes de mantenimiento y sustitución.
En la gestión del agua y las aguas residuales, los sistemas de tuberías desempeñan un papel crucial en el transporte de recursos desde la fuente hasta el destino y la eliminación segura de los efluentes.La infiltración de aire en estos sistemas es casi inevitable.El aire acumulado puede entrar a través del llenado incompleto de las tuberías, la liberación de gases disueltos o fugas en las juntas de las tuberías.y puede causar problemas operativos gravesLas válvulas de aire, diseñadas para liberar automáticamente el aire atrapado y evitar condiciones de vacío, son esenciales para mantener la estabilidad del sistema.
El aire en las tuberías de agua y aguas residuales crea múltiples problemas que afectan a la eficiencia, los costes de mantenimiento y la seguridad de las infraestructuras:
- Eficiencia de flujo reducida:Las bolsas de aire ocupan el volumen de la tubería, aumentando la resistencia hidráulica y disminuyendo el rendimiento, especialmente en los puntos altos de la tubería donde los bloqueos pueden detener el flujo por completo.
- Riesgo de martillo de agua:La compresibilidad del aire amplifica las oleadas de presión causadas por el cierre repentino de las válvulas o el paro de la bomba, lo que puede dañar tuberías y equipos.
- Errores de medición del caudal:Las burbujas de aire distorsionan las lecturas del medidor de flujo al registrarse como volumen de agua, lo que conduce a una asignación inexacta de recursos y pérdidas financieras.
- Corrosión acelerada:El oxígeno promueve la oxidación de los metales, mientras que las bolsas de aire húmedo fomentan el crecimiento microbiano que degrada los materiales de las tuberías.
- Ruido de funcionamiento:Las mezclas turbulentas de aire y agua generan ruidos perturbadores en las zonas residenciales.
- Inestabilidad del sistema de control:El aire interfiere con el funcionamiento de las válvulas, la precisión de la instrumentación y el rendimiento del equipo.
La comprensión de los mecanismos de entrada de aire permite mejores estrategias de prevención:
- Relleno inicial incompleto de la tubería
- Liberación de gases disueltos debido a cambios de presión/temperatura
- Fugas en las juntas y conexiones de tuberías
- Violaciones o daños en las tuberías
- Entrada de aire por succión de la bomba
Las condiciones de presión negativa presentan riesgos igualmente graves:
- Daño estructural:La presión externa puede derrumbar las tuberías de paredes delgadas o viejas.
- Intrusión de contaminantes:Las condiciones de vacío pueden absorber contaminantes a través de defectos en las tuberías.
- Vida útil reducida:Los ciclos de presión frecuentes causan fatiga material.
Estos dispositivos especializados permiten ventilar automáticamente el aire atrapado y admitir aire para evitar condiciones de vacío mediante mecanismos flotantes.
- Mantener la eficiencia del flujo eliminando las obstrucciones de aire
- Prevención del colapso de tuberías inducido por vacío
- Protección de las bombas contra el funcionamiento en seco
- Asegurar una medición precisa del caudal
- Reducción del potencial de corrosión
- Reducción del consumo de energía y de los costes operativos
- Minimizar los riesgos de los martillos de agua
- Prolongación de la vida útil de la infraestructura
Válvulas de pequeño orificio para liberación continua de aire durante el funcionamiento normal, normalmente instaladas en puntos altos de la tubería.
Válvulas de gran orificio para expulsión rápida de aire durante el llenado o admisión de aire durante el drenaje, a menudo colocadas en los extremos de las tuberías o en lugares elevados.
Válvulas de doble función con orificios pequeños y grandes para una gestión integral del aire en todas las fases de funcionamiento.
La correcta aplicación requiere la consideración de:
- Dimensiones y materiales de las tuberías
- Intervalos de presión/temperatura de funcionamiento
- Características del medio (corrosividad, contenido de partículas)
- Colocación estratégica en puntos altos y lugares críticos
La instalación deberá garantizar:
- Orientación vertical para el correcto funcionamiento del flotador
- Instalación segura para evitar las vibraciones
- Conexiones a prueba de fugas
- Protección contra la congelación en climas fríos
Las exigencias de rendimiento sostenido:
- Inspecciones periódicas de fugas y funcionamiento mecánico
- Limpieza interna periódica
- Reemplazo de los sellos y componentes
- Lubricación de piezas móviles
El tamaño de las válvulas requiere un análisis hidráulico que considere:
- Las tasas de llenado y drenaje
- Escenarios de ruptura de tuberías
- Eventos de separación de columnas
- Eficiencia energética
Según las directrices AWWA M11, las ubicaciones recomendadas incluyen:
- Los puntos más destacados:Las válvulas de combinación
- Vías horizontales largas:Válvulas de liberación de aire o de combinación cada 380-760 m
- Pistas largas en descenso:Las válvulas combinadas cada 380-760 m
- Pendientes ascendentes largos:Válvulas de aire/vacío cada 380-760 m
Las válvulas combinadas pueden sustituir a las válvulas de liberación de aire o de aire/vacío para mejorar el rendimiento del sistema..