INTRODUCCIÓN

Las válvulas de aireación son elementos básicos en cualquier sistema de tuberías que convenientemente situados en puntos estratégicos  de una conducción llevarán a cabo varias funciones: las ventosas eliminarán grandes cantidades de aire durante el llenado de la línea, los purgadores expulsarán las pequeñas bolsas de aire remanentes en la tubería y el propio aire disuelto en el agua en condiciones de presión y las aductoras admitirán grandes cantidades de aire evitando el colapso de la tubería en condiciones de rotura de la línea o parada de bombas. Estos cometidos pueden ser llevados a cabo por válvulas individuales, o bien por unidades que aúnan todas las funcionalidades (válvulas combinadas, bifuncionales y trifuncionales).

En este texto nos centraremos en este aspecto de expulsión y purga de aire dada la estrecha relación que estos procesos guardan con los elementos flotadores.

MATERIALES UTILIZADOS Y DESARROLLO

Tradicionalmente, los flotadores se han fabricado en materiales compatibles con el contacto prolongado con el agua y hasta hace relativamente poco tiempo, la industria únicamente ofrecía la alternativa de materiales metálicos, si bien es cierto que ofrecen unas características y comportamiento inmejorables que aún a día de hoy y no han sido superadas por ningún otro material.

Con el desarrollo de plásticos y materiales poliméricos, han ido saliendo a la luz materiales que llegan a competir con los metales en cuanto a prestaciones y que por factores tanto de obtención de materia prima como de procesado, ofrecen unos costes sensiblemente inferiores a los materiales metálicos.

La industria actual ha llegado, debido a la globalización y la propia evolución de los mercados y la técnica, a unos niveles de competitividad en los que la constante renovación e investigación de nuevos productos que satisfagan las necesidades tanto tecnológicas como económicas de los clientes es un imperativo.

Parece pues, que el uso de boyas de plástico para ciertos servicios en válvulas de aireación se presenta como una buena alternativa en las gamas de productos en los que se quiera reducir costes manteniendo la mayoría de características de las válvulas tradicionales con boya metálica, rebajando quizá el nivel de fiabilidad y durabilidad de la válvula, lo cual en función del uso a que esté destinada resulta totalmente asumible. Como en la mayoría de decisiones en ingeniería, la responsabilidad del diseño y elección de equipos recae en el proyectista y será  la persona que en última instancia decida el tipo de válvula a emplear.

BOYAS MACIZAS: BAJA FLOTABILIDAD

Los problemas mencionados en el punto anterior, se pueden salvar debido a que la densidad de los plásticos utilizados es inferior a la del agua, por lo que una boya maciza puede ser la opción empleada. Resistirá cualquier presión de colapso que pueda presentarse en una ventosa y los costes de mecanizar piezas macizas mucho más simples  partiendo de barras o planchas de material bruto  serán muy inferiores a los de cualquier otro procesado de plástico.

Pero dejando de lado las consideraciones económicas, hay que analizar el resultado práctico obtenido mediante el uso de boyas macizas. Volviendo a la flotabilidad veíamos que es un factor primordial a la hora de garantizar el correcto funcionamiento de la válvula.

Los principales materiales utilizados en la construcción de boyas macizas son polímeros como el polipropileno, polietileno, etc. Estos plásticos presentan grandes ventajas como su precio, resistencia mecánica y compatibilidad con los estándares de calidad alimentaria y potabilidad. Pero atendiendo a su flotabilidad, su alta densidad hace que esta resulte muy baja y con poco empuje.

Por lo tanto, estaríamos hablando de flotabilidades de en torno al 8%. Los problemas derivados de esta escasa flotabilidad, redundan en los puntos ya mencionados:

• Posibilidad de fallos con resultado de fuga tanto en las funciones de expulsión de aire como de purga.
• Este problema de baja flotabilidad podría verse agravado por las deposiciones adheridas en la boya a lo largo del tiempo lo cual reduciría esa flotabilidad del 8% a límites incluso inferiores.

BOYAS HUECAS, ALTA FLOTABILIDAD

Atendiendo a estos factores y siendo conscientes de que el correcto funcionamiento sin pérdida de calidad es el fundamento de nuestras válvulas, en IRUA hemos implementado el diseño de boya plástica hueca.

COMPARATIVA DE FLOTABILIDAD

La diferencia de flotabilidad es fácilmente comprobable a simple vista:

VÁLVULAS IRUA

Tal y como puede comprobarse, IRUA ha sabido adaptarse a los retos y requerimientos que el mercado presenta, teniendo siempre presente el know how y la fiabilidad de nuestros productos, lo cual hace que se distingan por el amplio background de ingeniería y estudio que cada una de los modelos atesora.

A las boyas plásticas con alta flotabilidad se les suman otra serie de puntos característicos que dotan a las ventosas de IRUA de parámetros de calidad que las distinguen en su funcionamiento, durabilidad y fiabilidad como pueden ser entre otros:

• Diseño cinético
• Paso total
• Doble cierre metal-metal/metal-elastómero

Acerca de las cuales IRUA ha publicado documentación específica para exponer algunas de las claves que distinguen a nuestros productos.

INTRODUCCIÓN

Es muy habitual que se presente la necesidad de bajar o incrementar el valor de la presión de salida en una válvula reductora, en función de las variaciones del caudal demandado por el núcleo de población, sobre todo a ciertas horas del día o de la noche o fines de semana y sobre todo en zonas industriales.

Para evitar que las tuberías queden presurizadas sin necesidad, provocando posibles fugas, existen programadores horarios con batería que conectan o desconectan la alta o baja presión a una hora determinada, es decir, un sistema todo-nada, que puede ser más o menos coincidente con la necesidad puntual del consumo y con el inconveniente añadido de que las variaciones repentinas de presión afectan negativamente a la conducción.

IRUA TECH INDUSTRIES ha desarrollado (con varia referencias en servicio) y probado un nuevo sistema llamado multi-reductor que presenta dos ventajas esenciales:

• No precisa energía eléctrica, frente a otros sistemas monitorizados.
• La regulación de la presión de salida es función de la variación de caudal ofreciendo una respuesta aceptable a las condiciones de la línea.

APLICACIÓN

El sistema multi-reductor es aplicable a:

1. Válvulas reductoras de presión pilotadas (Fig. 1).
2. Válvulas reductoras de presión de acción directa (Fig. 2).

Por su naturaleza y principio de funcionamiento, el sistema multi-reductor se puede utilizar tanto en válvulas de fabricación de IRUA TECH INDUSTRIES como en válvulas de otros fabricantes..

Este sistema puede ser acoplado en válvulas ya instaladas sin necesidad de tener que sustituir la válvula.

FUNCIONAMIENTO

REGULACIÓN

GRÁFICAS REALES

INTRODUCCIÓN

Las válvulas anulares o de flujo axial han sido utilizadas en los últimos años por diversas razones; por un lado técnicas (lo cual queda expuesto en el catálogo técnico de IRUA correspondiente a la figura 5003) y también por una fuerte campaña de marketing para promocionar este tipo de válvulas, con un gran potencial, pero también con una serie de problemas asociados que tras un tiempo de uso de las válvulas están comenzando  a hacerse visibles. Nuestra experiencia con este tipo de válvulas y las observaciones hechas por equipos de ingeniería de clientes y empresas del país, nos han llevado a evaluar el uso de estas válvulas, más aún cuando las podemos comparar con las válvulas de globo “Serie 2000”.

Lo que a continuación se expone no es ni mucho menos una estrategia de ventas (hay que tener en cuenta que IRUA también es fabricante de válvulas anulares), sino una compilación de experiencias y razonamientos que nos darán una visión clara y realista de las válvulas de control y por qué la “Serie 2000” es superior a las anulares en todas las situaciones en que son requeridas.

VÁLUVULAS DE PASO ANULAR (Fig.5003)

• Dada la forma y configuración de la válvula, ésta no tiene acceso a su interior una vez instalada en la conducción con el inconveniente que esto representa para su mantenimiento, ya que se necesitarían grúas auxiliares o equipar las arquetas con ellas para poder desmontarlas de la instalación. Esto obliga a construir arquetas o locales para su ubicación con la suficiente altura y espacio para poder realizar estas maniobras con seguridad (considérese el caso de un sólido incrustado en su interior que impida el libre movimiento del pistón).

• Dado que estos sistemas de transmisión de maniobra van situados en el interior de la propia y aunque el sistema biela/manivela es bastante simple, el uso de bulones, casquillos, pasadores, etc. exige una revisión periódica para mantenerlos en buenas condiciones de uso
• En el caso de que las aguas lleven sólidos de pequeño tamaño (incluso en suspensión), como es el caso de la mayoría de las aguas, existe el problema de que puedan introducirse a través de los elementos de guía del obturador en la parte posterior del mismo, pudiendo con el tiempo dañarlas.
• Estas válvulas presentan un coeficiente F_L muy bajo, es decir, la capacidad de regulación es muy baja si se compara con la de una válvula de globo

INTRODUCCIÓN

Las válvulas anulares o de flujo axial han sido utilizadas en los últimos años por diversas razones; por un lado técnicas (lo cual queda expuesto en el catálogo técnico de IRUA correspondiente a la figura 5003) y también por una fuerte campaña de marketing para promocionar este tipo de válvulas, con un gran potencial, pero también con una serie de problemas asociados que tras un tiempo de uso de las válvulas están comenzando  a hacerse visibles. Nuestra experiencia con este tipo de válvulas y las observaciones hechas por equipos de ingeniería de clientes y empresas del país, nos han llevado a evaluar el uso de estas válvulas, más aún cuando las podemos comparar con las válvulas de globo “Serie 2000”.

Lo que a continuación se expone no es ni mucho menos una estrategia de ventas (hay que tener en cuenta que IRUA también es fabricante de válvulas anulares), sino una compilación de experiencias y razonamientos que nos darán una visión clara y realista de las válvulas de control y por qué la “Serie 2000” es superior a las anulares en todas las situaciones en que son requeridas.

• Además la válvula en su configuración habitual es de paso restringido: el paso en la zona del asiento es inferior al paso en la entrada de la válvula.
• Para evitar la cavitación, las válvulas deben de incorporar aguas abajo del obturador y unidos a este, pasos en “V”, orificios múltiples, ranuras, etc.
• El coeficiente de válvula Kv es superior en las válvulas anulares que en las de globo, y por tanto, por el propio diseño de la válvula, el tipo anular es peor regulador de presión o caudal que la válvula de globo ya que aporta menos pérdida de carga al sistema.

VÁLVULAS DE REGULACIÓN Y CONTROL SERIE 2000

Las válvulas de regulación y control de la Serie 2000, son las que normalmente se emplean para la regulación y control de fluidos, donde es necesario generar caídas de presión en muchos casos importantes (reductoras / mantenedoras de presión, regulación de caudal, alivio de sobrepresiones, anticipadoras de onda, etc.).

Con independencia de que este tipo de válvulas son más baratas que las de tipo anular, decir que son mucho más versátiles puesto que la misma válvula permite la actuación eléctrica, hidráulica o neumática.

Respecto al mantenimiento, estas válvulas permiten un acceso total a su interior sin necesidad de desmontar la válvula de la instalación y de emplear costosos medios de elevación. También esto hace que se pueda reducir mucho el tamaño de los locales donde van situadas las válvulas.

Respecto a su condición hidráulica, la pérdida de carga inherente a la válvula sumada a que se genera mediante la guía de multiorificios (o de pasos en V) permite una gran capacidad de regulación, ajustable a cada instalación en base a sus condiciones de presión y caudal, y una gran versatilidad que cubre todo el campo de aplicaciones en hidráulica de alta capacidad; esta versatilidad las permite transformar en válvulas de apertura rápida (quick-open), válvulas de flujo de igual porcentaje (equal percentage) o válvulas de flujo lineal (linear), modificando las características inherentes de las mismas para acomodarlas a las necesidades de la instalación y obtener de este modo resultados mucho más eficientes y satisfactorios.

Al mismo tiempo estas válvulas, en función de sus componentes internos, se pueden transformar en válvulas anticavitación, permitiendo que puedan trabajar con grandes diferenciales de presión, no generando cavitación aguas abajo de las mismas. Esto hace que se reduzca enormemente el ruido y vibraciones que este tipo de altos saltos de presión producen en las instalaciones, haciéndolas adecuadas para trabajar en entornos densamente poblados.

Estos tipos de elementos internos hacen que las válvulas tengan un “F_L” (factor de recuperación de presión del líquido, liquid pressure recovery factor) muy alto, lo que permite una amplia regulación del flujo durante todo su recorrido, no existiendo flujo de bloqueo aún cuando se trabaje con altos diferenciales de presión.

En su versión de paso angular, son las válvulas ideales para emplearlas en sistemas de alivio de presión, como válvulas de control y anticipadores de golpes de ariete, reduciendo enormemente los costes de los sistemas de protección.