El aire en las tuberías

Publicado el 18 de septiembre del 2009 en la categoría Tecnología del riego

Ventosas para controlar y eliminar el aire en las conducciones

En el transporte de fluidos por tubería, es necesario tener siempre en cuenta la aparición de cantidades incontroladas de aire en las distintas fases de actividad de la conducción (llenado, funcionamiento, vaciado); ya que su presencia, con la consecuente formación de burbujas y bolsas, es causa de incidentes. Algunos de estos fenómenos son: circulación real de caudales menores de los calculados; errores en los elementos de medida; bajo rendimiento de los grupos de bombeo; fenómenos de desgaste y cavitación destructiva; roturas de tuberías.

Orígenes del aire en las tuberías

Por liberación del aire disuelto en el agua: Un fluido contiene aire disuelto en cantidades variables, dependiendo de la presión y la temperatura. Así, a la temperatura de 20ºC y presión atmosférica, el contenido de aire disuelto en el agua es de 20 litros por cada m3 de agua.
El ascenso de temperatura y el descenso de presión reduce el contenido de aire disuelto en el agua. En una tubería que transporte un caudal de 100 m3 por hora a una presión constante, el cambio de temperatura de 15ºC a 30ºC producirá 500 litros de aire por hora, que permanecerá atrapado en la tubería.

Por entrada de aire desde el exterior de las tuberías: Al poner en marcha el grupo de bombeo. Al crear el bombeo una acción vértice en puntos de la aspiración. Al pasar el agua de una sección parcialmente llena a una sección totalmente llena. En los casos de entrada controlada de aire, para evitar presiones negativas.

Por evacuación incompleta del aire durante el llenado de las tuberías.

Problemas relacionados con la presencia de aire en las tuberías

Reducción de la sección efectiva de la tubería: El aire se va concentrando en las tuberías y accesorios, en forma de bolsas. Estas bolsas se localizan generalmente en los puntos altos de la conducción, reduciendo la sección de paso y produciendo los siguientes efectos: reducción de la capacidad de trasporte en la tubería, incremento de las pérdidas de carga, y posibilidad de producirse cavitación.

Si el sistema está alimentado por bombeo (impulsiones), se requerirá una mayor presión con una menor eficiencia de las bombas y, en determinados casos, el bombeo no será capaz de suministrar la mayor presión requerida para vencer las bolsas de aire, con lo que el flujo del sistema se detendrá totalmente. En conducciones a presión, no impulsadas (por gravedad), la influencia de las bolsas de aire en las características del flujo es mayor que en las impulsadas, ya que no hay posibilidad de aplicar una sobrepresión.

Errores en los elementos de medición. Los contadores no distinguen el volumen de aire del de agua por lo que, en los instrumentos que miden volúmenes, se registran tanto el de aire como el de agua proporcionando, en consecuencia, medidas inexactas. A igualdad de presión y temperatura, la velocidad del aire es 29 veces superior a la del agua por lo que, en los instrumentos que miden velocidades, la presencia de aire dará lecturas erróneas y producirá desgastes anormales en los elementos giratorios de los contadores, pudiendo llegar a inutilizarlos para su función medidora.

Rotura de tuberías por sobrepresión: La existencia de aire puede producir aumentos drásticos de presión que produzcan la rotura de las tuberías.

Colapso de tuberías por succión: El vaciado rápido de una tubería, intencionada o accidental (rotura, etc.), crea succión y vacío dentro de la misma, pudiendo dañar la estructura física de la tubería y, en casos externos, provocar su rotura por aplastamiento.

Cavitación: Al pasar el agua a través de los accesorios de las tuberías, la velocidad de circulación aumenta debido a la reducción de la sección, lo que provoca una caída de presión local y la formación de burbujas de vapor. Cuando las condiciones de flujo vuelven a normalizarse, las burbujas se colapsan, liberando grandes cantidades de energía y provocando erosiones importantes en los elementos de su entorno.

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7 comentarios en “El aire en las tuberías”

  1. Fernando dice:

    Buenas, tengo una bomba que da presión para que el agua salga con fuerza a través de una tubería de canalización. El agua sale con aire. ¿Cómo puedo solucionar este problema?

  2. Traxco dice:

    Le aconsejamos que lea detenidamente el artículo sobre cómo eliminar el aire en las conducciones mediante la instalación de válvulas de ventosa.

  3. Vakandin dice:

    Tengo tres bombas centrífugas de ácido sulfúrico, pero una de ellas siempre baja el caudal que debería tirar y las otras dos, trabajan normalmente. ¿Por qué se produce la disminución de caudal? Agradeceré su respuestas a esta duda.

  4. Traxco dice:

    Las bombas centrífugas para trasiego de productos químicos, pueden perder rendimiento por un cierre insuficiente (desgaste), o porque la aspiración se haga en malas condiciones. Sin embargo, hay que contemplar también que en general, se trata de bombas que dan muy poca presión y, por tanto, muy sensibles a la altura del depósito de destino y, referente a instalación, a las pérdidas de carga tanto en aspiración como en impulsión, marcadas por la longitud y diámetro de tubería principalmente.

  5. Jose dice:

    Tengo una instalación donde el agua debería llegar por gravedad, con un desnivel acumulado de unos 200 m (al principio, va bastante llana con descenso constante y de repente desciende bruscamente hasta la cota más baja para volver a ascender) y subida de unos 200 m, con longitud total de la manguera de 1km y diámetro de 63 mm. Cuando llega a la cota más baja, no tiene caudal ni presión para subir 2 metros. ¿Qué tipo de ventosas necesito y dónde debo poner ventosas?

  6. Traxco dice:

    Recomendamos la utilización de válvulas ventosa de triple efecto.

    Deben instalarse siempre en posición vertical a la salida de tuberías cuya pendiente varía en relación con el gradiente hidráulico, en puntos donde la tubería sube por encima del nivel del suelo, en grandes ramales de pendiente uniforme, a la entrada de instrumentos de medida, a la salida de válvulas reductoras, en reducciones de diámetro, bombas, sistemas de filtrado y a cada lado de cruces por debajo de las carreteras si lo hubiere.

  7. Enrique dice:

    Dispongo de una red de tuberías de varios km para riego de frutales. En la nave de bombeo, el agua pasa a través de unos filtros de malla. Cuando el caudal supera un determinado valor, la presión después de filtros no consigue alcanzar la presión anterior a ellos, estando las bombas a mitad de su rendimiento. Los filtros están completamente limpios ya que los hemos desmontado varias veces para comprobarlo. No entendemos esta pérdida de presión.

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