Ventosas

VENTOSAS

Juan Angel Serrano Rodríguez

URALITA SISTEMAS DE TUBERÍAS

1

VENTOSAS
INDICE

1.- Introducción. 2.- Problemas relacionados con el aire en las conducciones. 3.- Origen del aire en las tuberías. 4.- Tipos de ventosas. 5.- Localización de ventosas. 6.- Funcionamiento de las ventosas. 7.- Flujo de aire a través de orificios. 8.- Dimensionado de ventosas.

2

VENTOSAS1.- Introducción.-

Las ventosas son dispositivos mecánicos sencillos, imprescindibles en todo tipo de redes de distribución de agua, cuya misión es asegurar el correcto funcionamiento de las tuberías, regulando la cantidad de aire libre que existe en el interior de las mismas.

2.-Problemas relacionados con el aire en las conducciones.-

Las ventosas protegen las tuberías resolviendo algunosproblemas hidráulicos como aplastamiento o explosiones, desgaste de contadores, etc. Por otra parte, no todo el aire que pueda haber en el interior de las redes es perjudicial, en algunos casos la presencia de aire en las tuberías puede reducir los efectos dañinos de la cavitación o de los golpes de ariete. También la presencia de cantidades incontroladas de aire puede reducir seriamente elrendimiento de una red, ya que el aire se acumula en los puntos altos de las conducciones reduciendo la sección de paso y por tanto la capacidad de transporte de las mismas, llegándose a detenerse completamente el flujo en sistemas por gravedad de baja presión, cuando las velocidades son menores de 1 m/seg. , ya que a mayores velocidades las posibles bolsas de aire son gradualmente arrastradas ydesaparecen. En sistemas con altos caudales y altas velocidades, la instalación de ventosas de gran orificio puede causar golpes de ariete, debido a la gran diferencia de velocidades de agua y aire a través de un orificio en condiciones de presión similares.

3.-Origen del aire en las tuberías.-

Cuando hablamos de tuberías vacías deberíamos decir tuberías llenas de aire que debe ser evacuadoconvenientemente. El aire puede entrar también en las conducciones por diversos caminos, por ejemplo, cuando se pone en marcha una bomba, el aire atrapado en sus partes internas es introducido en el sistema. También la propia bomba puede crear vórtices o torbellinos en la aspiración

3

pudiendo introducir aire en cantidades que en algunos casos superan el 5% del caudal bombeado. Cuando el aguapasa de la atmósfera a una conducción cerrada también puede aspirar una gran cantidad de aire en forma de pequeñas burbujas, lo mismo ocurre si el agua pasa, en una conducción, de una sección parcialmente llena a una totalmente llena. El aire puede también ser introducido en las conducciones, voluntariamente, a través de las propias ventosas, como veremos mas adelante. También el aire puede tener unorigen interno, ya que el agua contiene aire disuelto. La cantidad de aire que puede estar disuelto por unidad de volumen de agua depende de la presión y la temperatura, de forma que aumenta con el valor de la presión y disminuye con la temperatura. A presión atmosférica la cantidad máxima de aire disuelto (m3 aire/m3 agua) es el coeficiente de Bunsen (CB) que se expresa en la tabla siguiente.ºC CB

0 0,0286

5 0,0252

10 0,0224

15 0,0201

20 0,0183

25 0,0167

30 0,0154

Así pues los cambios de pendiente en las conducciones producen cambios de presión dentro de las mismas, lo que hace que pueda liberarse aire disuelto, con la consiguiente formación de bolsas de aire, esto es particularmente importante en impulsiones, donde la presión va disminuyendo al progresar elagua por la tubería. La cantidad de aire (Qa) que se liberara en una conducción que lleva un caudal Q (litros/seg.) a una temperatura T (ºC) y la presión varia una cantidad Δp (Kg/cm2) es: Qa = CB Q Δp

4.- Tipos de ventosas.Las ventosas son dispositivos automáticos que permiten el paso del aire desde la tubería a la atmósfera o de la atmósfera a la tubería, según que la presión en esta sea...