Aire En Tuberias De Agua

Una publicación de AGUA PARA LA VIDA

Aire en tuberías de agua
Secunda edición 2005
Manual para Diseñadotes de Sistemas de Distribución Rural de Agua Potable Abastecidos por un Manantial e Impulsados por la Gravedad

Por Gilles Corcos

Este Manual esta diseñado como un complemento para los manuales que tratan sobre la construcción de sistemas de distribución rural de agua con flujogravitacional. Enfoca en los problemas y las oportunidades asociadas con la presencia casi inevitable de aire en la tubería principal desde el manantial hasta el estanque de distribución. El punto de partida es la opinión del autor que la producción de agua desde el manantial es un recurso escaso y valioso que el diseñador debe transportar íntegramente al estanque de distribución, una meta que, dada lasvariaciones estaciónales de una producción típica de manantial, es casi imposible lograr con las tuberías llenas - aun con válvulas reguladoras. Sin embargo, dicha meta se puede lograr mayoritariamente cuando la presencia de aire en la tubería es aceptada, entendida y controlada. El Manual contiene material nuevo que el autor ha recolectado tanto en el campo como en el laboratorio y que se encajadentro de un marco teórico relativamente sencillo. Las ideas esenciales también se pueden aplicar a otras áreas técnicas, como por ejemplo el drenaje, donde se usan tuberías para transportar un liquido a un caudal no especificado.

Agua Para La Vida es una organización con ramas en Estados Unidos
y Francia sin fines de lucro cuyo objetivo principal es ayudar a comunidades rurales apartadas aabastecerse de suficiente agua potable. Nuestros miembros están activos en Nicaragua donde, desde 1987, hemos diseñado y ayudado en la construcción de sistemas de abastecimiento de agua potable. Esperamos participar además en solucionar esta necesidad básica en otros países. Si desea ayudar o saber más, póngase en contacto con nosotros:

Agua Para La Vida 2311 Webster Avenue Berkeley, CA 94705U.S.A. Correo Electrónico: aplv@aplv.org Web: www.aplv.org

GILLES CORCOS es uno de los fundadores de Agua Para La Vida. Durante 32 años se ha desempeñado como Profesor de Ingeniería en la Universidad de California, Berkeley, especializándose en la mecánica de líquidos y gases. Se involucró en su primer proyecto de agua potable en 1962. El material usado en este Manual fue recolectado en terrenoen Nicaragua y en el Laboratorio en Berkeley. Dan Mote, el entonces Presidente del Departamento de Ingeniería Mecánica, apoyó el trabajo. Varias promociones de estudiantes de ingeniería en su último año escogieron este tema para su clase de laboratorio y contribuyeron con antecedentes importantes. El autor les agradece a todos ellos.
 

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INTRODUCCIÓN Cuando se diseña la tubería de un sistema de distribución de agua por gravedad se presume generalmente que el flujo de agua llenará la tubería. En ese caso el caudal en la tubería esta controlado por la carga disponible, la larga, el diámetro y aspereza de la tubería y las así llamadas perdidas singulares causadas por diferentes obstrucciones(constricciones, codos, expansiones, tés y especialmente válvulas). Este caso lo llamaremos el de la tubería llena o el determinado por la fricción. Se encuentra adecuadamente explicado en varios libros de texto y manuales1. Pero, si por alguna razón la tubería no esta completamente llena de agua, la relación entre la carga disponible y el caudal será muy diferente. Esto se producirá en varios casos, porejemplo:
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cuando se abre paso al agua por primera vez en una instalación nueva con las tuberías vacías o parcialmente llenas, si hay cavitación (demasiada aspiración implicando vaporización del agua) en algún punto del circuito, si la tubería esta alimentada por un una fuente a través de una caja de acopio y que su producción es menor que aquella por la cual fue diseñado el sistema....