En todas las tuberías de agua potable o de agua residual nos encontraremos con aire en las mismas. Para una operación efectiva de estos sistemas es necesario que se tenga una eliminación eficiente y continua del aire, siendo allí donde las ventosas son las mejores aliadas, porque permiten el flujo suave en las tuberías reduciendo el mantenimiento y costes en repuestos.
En el proceso de distribución de agua hasta su destino se pueden formar bolsas de aire en las tuberías, los cuales son difíciles de detectar y reducen la eficiencia de la red. También pueden producir problemas de golpe de ariete, interrupción total del fluido, rotura de tuberías, entre otros.
También pueden producir fallos o funcionamiento inestable en las válvulas de control, medidores y equipos. Por lo tanto, es necesario una continua eliminación de aire y gases que se logra con la instalación de ventosas.
Causas de aire en las tuberías
El aire disuelto existe en todos los sistemas que transmiten fluidos, y las principales fuentes que se tendrán son las siguientes:
- Un llenado incompleto de la línea, dejando las bolsas de aire en las tuberías.
- Aire disuelto que se libera del fluido cuando la presión cae y aumenta la temperatura.
- Aire que se succiona por aperturas como juntas, roturas o accesorios.
- En caso de que las bolsas de aire alcancen cierto tamaño acumulándose en las partes altas de la tubería, lo que produce reducción del caudal y pérdidas de carga innecesarias.
¿Qué puede producir el vacío en las tuberías?
El vacío en las tuberías se puede producir por una falta de aire en el sistema, lo que puede llegar a producir graves problemas. Si tenemos una presión negativa los problemas que podemos tener en la tubería pueden ser:
- Daños en la tubería con succión de contaminantes por conexiones defectuosas, grietas en tuberías y accesorios.
- Reduce la vida útil de la tubería, debilitando la pared de la tubería desgastándola significativamente. En tuberías envejecidas esto podría causar la degradación del material.
- Colapso de la tubería en casos extremos.
Para que esto se produzca, debe existe una fuente de contaminación externa, un acceso al sistema y una fuerza motriz. Esta última es la más sencilla de eliminar gracias a las ventosas, porque la presión negativa se gestiona y se elimina de la ecuación.
Sin embargo, el vacío en un sistema de tuberías presurizadas puede ser producido por ventosas ineficientes que no reaccionan a las condiciones hidráulicas. Las ventosas están asociadas con la liberación de aire del sistema, y se conocen como purgadores de aire. Sin embargo, las ventosas también tienen la función de introducir aire al sistema para evitar el vacío que es igual de importante.
Función de las ventosas
Las ventosas son dispositivos hidromecánicos que tienen un mecanismo de flotador interno que libera el aire atrapado y los gases de las aguas residuales durante el llenado o funcionamiento de la red. También aseguran la entrada de aire en el drenaje manteniendo una presión positiva, evitando los problemas de vació y el colapso de la tubería.
Son elementos que proporcionan protección de la presión transitoria y del aire atrapado en la tubería, que son los que producen daños en las tuberías. Si se utilizan de forma adecuada, las ventosas pueden tener múltiples beneficios como son:
- Reducción en los consumos de energía y los costes.
- Menores pérdidas de presión.
- Un tiempo inferior en el llenado de la red.
- Disminuye el riesgo de golpe de ariete.
- Menos fallos o imprecisiones en la medición del caudal.
- Reducción en la corrosión.
- Evita la contaminación.
- Se deduce el riesgo de explosión o colapso de la tubería.
- La red tendrá una mayor vida útil.
- Menor pérdida de carga, lo que conlleva a necesitar una capacidad menor en la bomba.
Los costes de mantenimiento en las tuberías pueden disminuirse significativamente, lo que garantizará que se tendrá siempre el rendimiento óptimo en todos los sistemas de transporte de líquidos.
Tipos de ventosas que encontraremos
Podremos encontrarnos con un total de tres tipos de ventosas, las cuales son las siguientes:
- Automáticas: van liberando de forma continua volúmenes pequeños de aire de la línea presurizada. También se conocen como ventosas de pequeño orificio o de presión de aire.
- Cinéticas: liberan un gran volumen de aire cuando se llena la tubería. Hacen posible admitir grandes volúmenes de aire cuando las líneas están vacías o la presión cae por debajo de la presión atmosférica.
- Trifuncionales o doble efecto: son una combinación de las anteriores, en su función automática libera el aire acumulado del sistema que está bajo presión y la función cinética de descarga y admite grandes volúmenes de aire durante el llenado o vaciado de la tubería.
¿Dónde se deben instalar las ventosas?
Las ventosas deben ser instaladas en los puntos más susceptibles a la formación de bolsas de aire en las tuberías. Principalmente se deben instalar en:
- Puntos altos de una conducción.
- Cambios de pendiente.
- Donde se instale una válvula, porque pueden ser puntos altos relativos cuando se cierra la válvula.
- Desagües situados a la mitad de tramo.
- A la salida de grupos de bombeo antes de las válvulas de retención.
- Después de una válvula reductora.
- En los puntos de estrechamiento de las tuberías.
- Puntos especiales como sifones.
- En grandes ramales sin cambio de pendiente se deben instalar cada 400 a 500 metros.
Las ventosas trifuncionales pueden ser usadas en cualquier localización, sin embargo, las automáticas o cinéticas se usan en puntos específicos de la tubería que requieren la liberación de aire de la tubería.