Dónde instalar válvulas de aire en una conducción de agua de fundición dúctil DN100

Instale válvulas de aire en una tubería principal de agua de hierro dúctil DN100 en los puntos verificados de acumulación de aire y en los lugares donde el llenado, el vaciado o los transitorios de presión requieran intercambio de aire. Comience por los puntos altos locales del perfil de la tubería instalada y, a continuación, evalúe los cambios de pendiente, los tramos aislados y las zonas de baja presión relacionadas con las bombas. La ubicación final debe tener en cuenta la línea de carga hidráulica y la secuencia de operación: un punto geométricamente alto puede acumular aire y, al mismo tiempo, permanecer presurizado, mientras que un tramo más bajo puede experimentar vacío durante un transitorio.

DN100 identifica el tamaño nominal de la tubería. No determina la separación entre válvulas de aire, el tamaño de la conexión ni la capacidad de descarga. Para tomar esas decisiones se necesitan el diámetro interior real, el perfil de la tubería, el caudal de agua, el rango de presión y los caudales previstos de llenado y vaciado.

Localice las bolsas de aire en el perfil instalado

Utilice un perfil longitudinal que muestre las cotas de la corona de la tubería, los accesorios, las válvulas de aislamiento, las conexiones de las bombas y las salidas de drenaje. Las cotas del terreno por sí solas no son suficientes. Una tubería principal enterrada puede ascender al cruzar otra instalación y volver a descender sin que haya ningún punto alto evidente en la superficie. Las tolerancias de instalación también pueden crear una elevación poco pronunciada que no aparecía en el plano de diseño.

Un punto alto local es el primer candidato para una válvula de aire combinada, ya que el aire tiende a acumularse en la corona. Sitúe la conexión en la cresta, con un recorrido ascendente continuo hacia la válvula. Una conexión situada más abajo, en el tramo descendente, puede dejar una bolsa de aire atrapada por encima, especialmente durante el funcionamiento con caudal bajo.

Los cambios de pendiente requieren una evaluación específica. Cuando un tramo ascendente se vuelve menos inclinado o uno descendente se vuelve más inclinado, cambia la capacidad del agua para arrastrar el aire. Que el aire se acumule en esos puntos depende de la velocidad del flujo, la pendiente, el tamaño de la bolsa y el sentido de funcionamiento. Incluya estos lugares en la evaluación, sin instalar automáticamente una válvula en cada cambio de pendiente.

Los tramos largos casi horizontales requieren un criterio similar. La separación fija entre válvulas, por sí sola, ofrece pocas garantías de que estas intercepten el aire. Identifique las pequeñas elevaciones en la corona y evalúe si el caudal mínimo de funcionamiento transporta el aire hasta una válvula de venteo existente. Una tubería principal que transporta aire durante la demanda máxima puede retener bolsas durante la noche, cuando disminuye el caudal.

Adapte la función de la válvula al evento

La liberación de aire durante el funcionamiento normal y el intercambio de grandes volúmenes de aire durante el llenado o el vaciado requieren funciones de válvula distintas. Elegir la ubicación correcta, pero una función inadecuada, no resuelve el problema original.

Una válvula convencional de aire/vacío de orificio grande suele cerrarse cuando llega el agua y no está diseñada para liberar pequeñas bolsas de aire acumuladas bajo presión. Una válvula combinada incorpora ambas funciones. Confirme sus características de funcionamiento en la documentación de la válvula seleccionada, en lugar de basarse únicamente en el nombre del producto.

Evalúe el riesgo de vacío más allá de los puntos altos

Compare la línea de carga hidráulica con la cota de la tubería durante el funcionamiento normal, con la presión mínima de suministro y en las condiciones de parada previstas. Cuando la línea de carga se aproxima a la cota de la tubería, el margen de presión es pequeño. Una parada de la bomba, un movimiento rápido de una válvula o una columna de agua que se vacía pueden generar entonces una presión inferior a la atmosférica.

Los cálculos en régimen permanente no determinan la presión mínima durante un transitorio. Por ejemplo, la zona de descarga de una bomba requiere evaluación si la pérdida de bombeo provoca una caída de presión y la separación de la columna de agua. La ubicación de las válvulas debe tener en cuenta el comportamiento de la bomba, el cierre de la válvula de retención, la cota aguas abajo y otras medidas de control de sobrepresiones. Instalar simplemente una válvula de aire inmediatamente después de cada bomba no es una regla de diseño fiable.

El aire admitido durante un evento de baja presión modifica la respuesta de presión posterior. Cuando se restablece el flujo, la expulsión rápida de ese aire y el cierre brusco de la válvula pueden generar una sobrepresión. Por tanto, cuando el análisis transitorio indique que puede producirse esta secuencia, se debe evaluar una descarga controlada o una configuración antichoque. Restringir la descarga también afecta al tiempo de llenado, por lo que la configuración seleccionada debe satisfacer ambas condiciones.

Para el vaciado planificado, trace el recorrido del aire desde cada válvula hasta la salida de drenaje, con las válvulas de aislamiento en las posiciones previstas. Una válvula de punto alto situada al otro lado de una válvula de aislamiento cerrada no puede proteger el tramo que se está vaciando. Una tubería principal con varios tramos que se pueden vaciar por separado puede necesitar varios puntos de admisión de aire, aunque su perfil general tenga un único punto alto destacado.

Dimensione según el caudal de aire y la diferencia de presión admisible

Durante el llenado controlado, el volumen de aire desplazado es aproximadamente igual al volumen de agua que entra, antes de que los efectos de la compresión sean significativos. Durante el vaciado, el aire debe sustituir al agua que sale con suficiente rapidez para mantener la presión interna dentro del límite de diseño. Primero determine los caudales de agua previstos y, a continuación, seleccione la válvula de aire a partir de sus curvas de rendimiento publicadas.

Utilice el diámetro interior real de la tubería para convertir el caudal en velocidad del agua. Las dimensiones nominales DN100 no describen por completo el área interior, ya que el espesor de pared y el revestimiento influyen en ella. Del mismo modo, la designación de la conexión de la válvula no indica el diámetro efectivo de su orificio de aire.

Interprete las curvas de caudal de aire según la diferencia de presión pertinente y las condiciones de referencia indicadas. La capacidad declarada para aire libre no se puede comparar directamente con el volumen de aire comprimido dentro de una tubería principal presurizada sin hacer una conversión. Confirme por separado el rendimiento de entrada y de descarga; una sola cifra de capacidad no determina ambos.

La conexión derivada, la válvula de aislamiento, la tubería ascendente y cualquier accesorio de entrada o salida forman parte del recorrido del aire. Una conexión restringida puede limitar la capacidad de una válvula de aire de mayor tamaño. Utilice una conexión de tamaño adecuado y evite codos o accesorios innecesarios que aumenten las pérdidas o retengan agua.

Asegure que la conexión sea accesible y apta para el servicio de agua

Conecte el conjunto a la corona de la tubería mediante una te compatible o un sistema de toma aprobado para la tubería de hierro dúctil específica. Confirme los límites de perforación, los detalles del revestimiento, la presión nominal y la disposición de las juntas antes de la instalación. Sujete la válvula y la tubería ascendente para que su peso y las cargas de mantenimiento no sometan la conexión derivada a una tensión de flexión excesiva.

Instale una válvula de aislamiento accesible debajo de la válvula de aire para permitir el mantenimiento. Su posición normal de funcionamiento debe permitir el caudal de aire necesario. Registre claramente esa posición: una válvula de aire aislada después del mantenimiento no ofrece protección, aunque el conjunto siga instalado y sea visible.

La identificación del material por sí sola no demuestra que sea adecuado. Un producto de hierro dúctil indicado comoTubería para calefacción requiere igualmente confirmar su idoneidad para el servicio de agua, el revestimiento, las dimensiones, la presión nominal y los detalles de conexión antes de incorporarlo a esta tubería principal.

La cámara debe permitir el acceso para retirar la válvula, disponer de drenaje suficiente y ofrecer un recorrido limpio para la entrada de aire. Las válvulas de aire/vacío aspiran aire del exterior hacia la tubería, por lo que una cámara inundada crea una vía de contaminación. Cualquier disposición de protección del venteo debe conservar la capacidad de caudal de aire utilizada para el dimensionamiento. También debe poder accederse a las rejillas y los accesorios de protección para inspeccionarlos y limpiarlos.

Verifique la ubicación durante la puesta en servicio

Llene cada tramo al caudal utilizado en la evaluación de la válvula, con los venteos previstos disponibles. Observe si el aire en grandes volúmenes sale antes de que el agua llegue a la válvula y si esta se cierra sin fugas ni cambios bruscos de presión. La persistencia de síntomas de aire aguas abajo de una válvula que funciona correctamente puede indicar una cresta no identificada, una velocidad de arrastre insuficiente o una conexión restringida.

Registre las cotas de la corona instaladas, las funciones de las válvulas, los detalles de los orificios, los tamaños de las conexiones derivadas, las posiciones de aislamiento y las secuencias de llenado y vaciado aprobadas. Estos registros son importantes cuando cambios posteriores introducen distintos sentidos de flujo o nuevos límites de aislamiento. Una ubicación de válvula adecuada para la disposición de funcionamiento original puede dejar de ser eficaz después de reconfigurar la tubería principal.