¿Cómo eliminar el aire de las líneas de agua?

Cómo eliminar el aire de las líneas de agua: métodos y equipos profesionales detallados

Cuando abre un grifo y el flujo de agua es intermitente, acompañado de gorgoteos o chisporroteo, generalmente significa que se ha mezclado aire en la tubería de suministro de agua. El aire en las tuberías de agua no solo afecta la experiencia del usuario, sino que también puede provocar golpes de ariete, dañando las uniones de las tuberías, las bombas y las válvulas. Para los sistemas de circulación industrial, el riego agrícola o el suministro de agua de edificios de gran-edificación, el aire en las tuberías es un problema de ingeniería grave que requiere un manejo adecuado.

¿Por qué entra aire en las tuberías?
Las causas comunes incluyen: llenado inicial de agua después de la instalación de una nueva tubería, restauración del suministro de agua después de una parada por mantenimiento, sellado deficiente en el lado de succión de la bomba, pendiente inadecuada de la tubería que causa acumulación de aire en puntos altos o gases disueltos (aproximadamente 2% de aire por volumen por litro de agua) que salen de la solución debido a cambios de temperatura o presión. Por ejemplo, cuando la temperatura del agua aumenta de 10 grados a 50 grados, el aire disuelto puede liberar aproximadamente el 4% del volumen de agua; en una tubería DN200, esto se traduce en aproximadamente 1,2 litros de aire libre por cada 100 metros de longitud.

Diagnóstico: ¿Cómo saber si hay aire en la tubería?
Síntomas típicos:

• Flujo de agua intermitente, caudal inferior al valor de diseño
• "Clics" o ruidos sordos (golpe de ariete) dentro de la tubería
• El puntero del manómetro vibra rápidamente
• En tuberías transparentes se pueden observar bolsas de aire o chorros de burbujas.

En las tuberías horizontales, el aire se acumula en la parte superior, donde la velocidad del flujo es baja; En los tubos ascendentes verticales, si la velocidad del flujo cae por debajo de 0,5 m/s, es posible que queden burbujas que retrocedan. Según la ley de Henry, por cada 0,1 MPa de caída de presión, el aire disuelto libera un 1,8% adicional en volumen.

Soluciones principales: equipos profesionales para eliminar aire

1. Válvula de liberación de aire manual (comúnmente utilizada en sistemas de válvulas de compuerta)
For small to medium-sized pipes, the simplest method is to use an existing gate valve for water line. Install a small ball valve at the highest point of the pipe section. During operation, slowly open the gate valve to 1/4 of its full travel, using water pressure to push air toward the exhaust port, then close when a continuous stream of water appears. Note: Fully opening the gate valve may entrain air due to excessively high flow velocity (>2 m/s), empeorando el problema.

2. Válvula de liberación de aire automática: primera opción recomendada
Este es el dispositivo más utilizado para eliminar el aire de las líneas de agua. Según las normas ANSI/ASME, las válvulas automáticas de liberación de aire se clasifican en:

• Tipo flotador (tipo palanca): Adecuado para agua limpia, rango de presión de funcionamiento 0,02 ~ 1,6 MPa. Cuando se acumula aire, el flotador cae, abriendo el puerto de la válvula para liberar aire; cuando entra agua, el flotador sube y se cierra. Los tamaños de orificio típicos varían de 1/8 de pulgada (aproximadamente . 3.2 mm) a 1/2 pulgada, con una capacidad de descarga de aire de hasta 12 m³/h (aire en condiciones estándar) a una presión diferencial de 0,1 MPa.
• Composite type (float + thermal): Used in conditions with a small amount of steam or dissolved gas release, such as hot water systems (water temperature >80 grados). El elemento térmico retrasa el cierre después de que el aire se haya ventilado por completo, evitando la "aglomeración de aire".

Especificaciones técnicas:COVÁLVULALa válvula de liberación de aire automática de la serie AP cuenta con un flotador de acero inoxidable 316 y un sello de EPDM, presión de trabajo máxima permitida de 1,6 MPa, tamaño de puerto nominal DN15, capaz de liberar aproximadamente 30 litros de aire atmosférico por minuto. Según la norma AWWA C512, el diseño del cuerpo de la válvula debe garantizar una apertura confiable a tan solo 0,02 MPa, lo que es adecuado para escenarios de baja-presión en los extremos de las tuberías o en las líneas de recarga del tanque del techo.

3. Válvula de liberación de aire de doble orificio (para tuberías principales grandes)
Para tuberías principales de DN mayor o igual a 200, se recomienda una válvula de liberación de aire combinada. Tiene dos orificios: uno grande (normalmente DN50) para expulsar rápidamente grandes volúmenes de aire durante el llenado y uno pequeño (DN15) para liberar automáticamente pequeñas cantidades de gas disuelto durante el funcionamiento normal. Según datos del Instituto Hidráulico, para una tubería principal DN300 de 500 metros de largo inicialmente llena de aire, una válvula de un solo-orificio tarda unos 18 minutos en ventilarse, mientras que una válvula de doble-orificio reduce ese tiempo a 6 minutos, al tiempo que evita aumentos repentinos de presión.

4. Liberación de aire asistida mediante válvula de compuerta
En algunos proyectos de modernización donde no es posible instalar una válvula de liberación de aire dedicada, se puede usar una válvula de compuerta existente para la línea de agua con el "método de presurización y ventilación": instale una T en un punto alto de la tubería, conecte una sección de tubería corta y una válvula de compuerta. Cierre la válvula aguas abajo, abra lentamente el suministro de agua aguas arriba para permitir que el agua se llene y comprima el aire, luego abra ligeramente la válvula de compuerta de punto alto-; el aire presurizado saldrá primero y luego se cerrará cuando aparezca el agua. Nota: La válvula de compuerta debe ser de vástago ascendente-para facilitar la observación de la carrera; Se recomienda cuerpo de hierro dúctil (QT450-10), con una presión nominal mínima de PN16.

Ejemplo de procedimiento operativo (para un sistema de riego residencial o pequeño)

1. Cierre la válvula de compuerta de entrada principal (válvula de compuerta para la línea de agua).
2. Abra todos los grifos aguas abajo para despresurizar el sistema.
3. Comenzando desde el grifo más alejado de la válvula principal, abra lentamente la válvula principal aproximadamente 1/4 de vuelta.
4. Cuando escuche que sale aire, mantenga el grifo abierto hasta que el agua fluya de manera constante; luego ciérrelo.
5. Repita para grifos sucesivos, trabajando hacia adentro.
6. Si persiste el aire en las tuberías, instale una válvula de liberación de aire automática (dispositivo para eliminar el aire de las líneas de agua) en el punto más alto de la sección de la tubería. Elija un modelo de latón para presiones inferiores a 0,4 MPa y de acero inoxidable para presiones superiores.

📝Conclusión
La esencia del tratamiento del aire en las líneas de agua radica en identificar los puntos altos, seleccionar el dispositivo adecuado para eliminar el aire de las líneas de agua y seguir el procedimiento operativo correcto. Para los sistemas de tuberías que requieren un funcionamiento estable-a largo plazo, invertir en una válvula de liberación de aire automática que cumpla con AWWA-es mucho más económico que reparar los daños causados ​​por golpes de ariete en las bombas o las tuberías más adelante. 🌈Mientras tanto, elválvula de compuerta para línea de aguaTambién desempeña un papel clave en el mantenimiento y la liberación de aire asistida: la elección de una válvula de compuerta con asiento elástico-de vástago ascendente-proporciona funciones de cierre y liberación de aire limitada.