Valvulas de Aire y Purga

INTRODUCCION

Una válvula se puede definir como un aparato mecánico con el cual se puede iniciar, dete ner o regular la circulación (paso) de líquidos o gases mediante una pieza movible que a bre, cierra u obstruye en forma parcial uno o más orificios o conductos. Las válvulas son unos de los instrumentos de control más esenciales en la industria. Debido a su diseño y materiales, las válvulas pueden abrir y cerrar, conectar y desconectar, regula r, modular o aislar una enorme serie de líquidos y gases, desde los más simples hast a los más corrosivos o tóxicos. Sus tamaños van desde una fracción de pulgada hasta 30 f t (9 m) o más de diámetro. Pueden trabajar con presiones que van desde el vació hasta mas de 20000 lb/in² (140 Mpa) y temperaturas desde las criogénicas hasta 1500 °F (815 °C ). En algunas instalaciones se requiere un sellado absoluto; en otras, las fugas o escurrimientos no tienen importancia. La palabra flujo expresa el movimiento de un fluido, pero también significa para nosot ros la cantidad total de fluido que ha pasado por una sección de terminada de un c onducto. Caudal es el flujo por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de fluido que circula por una sección determinada del conducto en la unidad de tiempo.

VÁLVULA DE AIRE Las válvulas de aire deben ubicarse en los puntos más altos de la conducción. Cuando l a tipografía no sea muy accidentada se colocaran cada 2.5 Km como máximo y en los pu ntos más altos. Si hubiera peligro de colapso de la tubería a causa del material de la misma y de las condiciones de trabajo se colocaran válvulas de doble acción (admisión y expulsión). El dimensionamiento de la válvula se determina en función del caudal y la presión de l a tubería. 1. FUNCION Es la expulsión o admisión de aire, esta función la realizara siempre y cuando la pres ión en no sea muy alta o menor que la presión atmosférica. Estas válvulas tienen varias funciones: 1) Expeler el aire de dentro de las tuberías durante su llenado. 2) Expulsar el aire que tiende a acumularse en los puntos más altos. 3) Admitir aire en caso de operación de una válvula de purga de lodos que pudiera cr ear presiones negativas en la tubería. El flujo que predomina en una línea de conducción es el flujo turbulento, lo cual or igina la formación de bolsas de aire y esto produce una pérdida de carga que va a or iginar el transporte de un menor caudal. A este fenómeno se le llama estrangulamie nto. Un esquema de una Línea de conducción que requiere válvulas de aire es la siguiente:

La instalación de la válvula de aire puede ser de esta manera: NOTA: Esta es una válvula de aire automática, que tiene una esfera en su interior. También p uede colocarse una válvula de compuerta, que se conoce como “spitch”.

Un criterio de selección del Ø de la válvula de aire es el siguiente:

2. TIPOS Las válvulas de aire son los dispositivos básicos para realizar el control de la pre sencia de aire en las conducciones. Las válvulas de aire pueden clasificarse en: Válvulas de aire de efecto automático Válvulas de aire de efecto cinético Válvulas de aire de doble efecto o trifuncionales VALVULA DE AIRE DE EFECTO AUTOMATICO Las válvulas de aire de efecto automático o de alta presión son sistemas hidromecánicos que evacuan, de forma automática, pequeñas bolsas de aire que se acumulan en los pun tos elevados de una tubería cuando ésta se encuentra en condiciones de operación y, po r lo tanto, presurizada. Se fundamenta en una boya o flotador que es empujado por el agua de la tubería que llega a la válvula. Durante la operación normal del sistema, pequeñas cantidades de a ire van entrando y se van acumulando en la válvula. Cada partícula de aire que llega desplaza un volumen igual de agua de la válvula, lo cual hace descender el flotad or de acuerdo al nivel del líquido.

VALVULA DE AIRE DE EFECTO CINETICO Durante el proceso de llenado, el aire ocupa las tuberías debe ser evacuado a medi da que el agua va entrando. Esto debe hacerse controlada y eficazmente para evit ar sobrepresiones y golpes de ariete, de forma que el agua pueda llenar completa mente la conducción sin dejar aire atrapado. Durante el proceso de vaciado de tubería se debe permitir la entrada de aire para llenar el vacío dejado por el agua y evitar la formación de depresiones que podrían pr oducir el colapso de a tubería. La entrada de aire es esencial para poder drenar d e forma efectiva y evitar la separación de la columna líquida, la cual puede ser tan

dañina como la sobrepresión. Estas funciones se realizan con las llamadas válvulas de aire de efecto cinético o d e baja presión. VÁLVULAS DE AIRE DE DOBLE EFECTO O TRIFUNCIONALES Existe en el mercado válvulas de aire que combina los dos efectos, denominándose válvu las de aire de doble efecto o trifuncionales. Las válvulas de aire de doble efecto combinan las funciones de las de efecto automát ico y las de efecto cinético. Las válvulas de doble efecto poseen dos orificios, uno para la evacuación y otro par a la admisión de aire. Pueden tener uno o dos flotadores.

3. CARACTERÍSTICAS DE FUNCIONAMIENTO 4. VALVULA CINETICA  También es llamada ventosa de aire‐vacío  Opera a BAJA PRESION (pocos metros). LIBERA GRANDES VOLUMENES de aire durante el LLENADO de la tubería. REINGRESA GRANDES VOLUMENES de aire durante el VACIADO de la tubería. La misma presentan un orifico, llamado orificio cinético, por donde sale y entra e l aire.

VALVULA AUTOMATICA  También es llamada purga.  Opera a ALTA PRESION (varios kg/cm2). LIBERA PEQUEÑOS VOLUMENES de aire PRESURIZADO existente en la conducción. Es una función “de mantenimiento”. El orificio por donde sale el aire en la válvula automática, es llamado orificio au tomático y solo es importante liberando el aire presurizado. No reemplaza al orificio cinético. El diseño tradicional de las válvulas de aire automáticas presenta las siguientes car acterísticas: − Poseen un flotante hueco, en forma de esfera o similar. − Suelen existir piezas móviles, propensas a trabarse o desgastarse. VALVULA COMBINADA  También es llamada trifuncional = aire ‐ vacío ‐ purga  En una misma unidad, se encuentra la función cinética y la automática. A BAJA PRESION (pocos metros). LIBERA GRANDES VOLUMENES de aire durante el LLENA DO de la tubería y REINGRESA GRANDES VOLUMENES de aire durante el VACIADO de la tu bería

A ALTA PRESION (varios kg/cm2), LIBERA PEQUEÑOS VOLUMENES de aire PRESURIZADO. El diseño tradicional de válvula de aire combinada presenta las siguientes característ icas: Existe un cuerpo para la función cinética y un adosado a este, un segundo cuerpo par a la función automática. Válvula combinada DAV MH KA − Diseño moderno, el cual fue elaborado considerando la norma estadounidense AWWA C5 12. − Diseño compacto. En un único cuerpo, coexiste la función cinética y la función automática. − Facilidad de instalación. Hay mejor aprovechamiento del espacio. − El área del orificio cinético, concuerda con el área de la brida de conexión (DAV MH). − Flotante de PEAD compacto. Frente a los golpes de presión (cierre brusco), no exis te posibilidad de deformación o abolladura. − El diseño del flotante posibilita que durante la función cinética de eliminación de aire , la válvula permanezca abierta por más tiempo, incluso a velocidades muy altas. − Posibilidad de realizar tareas de mantenimiento sin necesidad de quitar el cuerp o de la válvula de la instalación. − Posibilidad de instalar dispositivo SA limitador de onda, sin necesidad de qui tar el cuerpo de la instalación. − Disponible en 2 versiones: MS = flujo standard / MH = alto flujo. − Cuerpo, tapa y disco de sello cinético elaborados en fundición dúctil. − Ejes internos, guías y bulonería de acero inoxidable. − Flotador principal y flotador superior de PEAD − Sellos internos en NR y EPDM. − Disponible en PN16 y PN25. − Disponible en 2 / 3 / 4 / 6 / 8 / 10 / 12”. − Hasta el tamaño de DAV MH de 6” y hasta DAV MS de 8”, el orificio de salida de la tapa es roscado, de forma tal de poder conectar un tubo de descarga. − Conexión roscada y bridada.

Como opera la DAV‐MH‐KA

Donde ubicar las válvulas de aire?

5. PARTES 6. PARTES 7. 8. 9. 10. 11. 12.

DE LA

VALVULA DE

AIRE

13. 14. 15. 16. 17. 18.

NUMERO DESCRICCION 1 TRASNSICION PVC A Fo Galv. DN 2 ½” – DN 3” 2 TEE Fo Galv.DN 75X DN 50 DN 18,5X DN 18,5 3 NIPLE Fo Galv.DN 2 1/2" DN 3" 4 REDUCCION Fo Galv. DN 50 DN 25 REDUCCION Fo Gal, DN 25 DN 15 5 NIPLE FoGalv.DN15 6 VALVULA CIOMPUERTA DE BRONCE DN 15 7 VAL. DE AIRE DN 15 8 TUBERIA DE BRONCE DN15 9 UNION UNIVERSAL DN 2 1/2" DN 3" 10 NIPLE Fo Galv. DN 2"

5. ESPECIFICACIONES TECNICAS 0.5. CAMARA DE AIRE

05.01.00 05.02.00 05.03.00 05.04.00 ) 05.05.00 05.06.00 05.07.00 05.08.00

LIMPIEZA DE TERRENO MANUAL TRAZO Y REPLANTEO EXCAVACION ELIMINACION MATERIAL EXCEDENTE HASTA 30.00 MT (A MANO USANDO CARRETILLA ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL CONCRETO F'c=175 KG/CM2 TARRAJEO CON IMPERMEABILIZANTE, MEZCLA 1:2, E=1.5CM ACERO GRADO 60 EN CAMARA DE AIRE

05.09.00 ACCESORIOS EN CAMARA DE AIRE Ø 3" a). Descripción. Se refiere al suministro y colocación de Accesorios de la cámara de aire el cual se ubicara en el donde se indican en los planos de obra. b). Proceso Constructivo. Se colocarán toso los accesorios descrito en los planos de obra, los mismos que se rán de buena calidad y deberán ser y visados por el Supervisor. c). Método de Medición. Se mide en global. d). Bases de Pago. El Pago se efectuara por Global.

VALVULA DE PURGA Son válvulas instaladas lateralmente, en todos los puntos bajo el trazado (no debe n ubicarse en lugares planos), solo donde haya posibilidad de obstrucción de la se cción del flujo por acumulación de sedimentos, facilitando así las labores de limpieza de la tubería. Válvula ubicada en los puntos más bajos de la red o conducción para eliminar acumulación de sedimentos. El agua transporte sedimentos, los cuales producen obstrucción y transporte de un menor caudal. Ello ocurre a pesar que se le dé una velocidad promedio apropiada po rque la velocidad en las paredes es menor que en el este central de la tubería. Un esquema de esta válvula es como sigue: Nota: Las tuberías y accesorios deben ser de HFD. Si la tubería que ingresa es de P.V.C. entonces la transición se hace fuera de la ca ja, de modo que haya estabilidad en el interior debido a la unión concreto – acero.

Un criterio de selección del diámetro de esta válvula es. DIAMETRO

ø < 4’’ 2’’ 6’’- 8’’ 4’’ 10’’ 18’’ 6’’ 20’’-24’’ 8’’ >24’’ 10’’ Las válvulas de purga se dimensionaran de acuerdo a la velocidad del drenaje siend o recomendable que el diámetro de la válvula sea menor que el diámetro de la tubería. La derivación se hace por medio de un Te cuyo diámetro mínimo es de 2” (50 mm). En la t abla No 8.3 se indica los diámetros de dicha derivación según el diámetro de la tubería pr incipal, la cual se base en el criterio de ¼ del diámetro del diámetro principal. Diámetro de la válvula de purga Diámetro de tubería principal Diámetro de Purga Pulgada Milímetro Pulgada Milímetro 3 – 10 75 – 250 2 50 12 – 14 300 – 350 3 75 16 – 20 400 – 500 4 100 24 – 30 600 – 750 6 150 32 – 38 800 – 950 8 200 ≥ 40 1000 10 250 Válvula de Purga

1. CARACTERÍSTICAS DE FUNCIONAMIENTO

Válvula Uso Válvulas de purga Con el fin de mantener un control efectivo sobre los sedimentos atrapados en las tuberías de aducción, Para los niveles medio alto y alto de complejidad, La apertur a de las válvulas de purga debe hacerse en elmomento en que la capacidad de conduc ción de la tubería de aducción se reduzca en un 10% para una cabeza dada en la entrada de la aducción especificada. 2. Para los niveles bajo y medio de complejidad, la apertura de las válvulas de pu rga debe hacerse en forma periódica, de acuerdo con lo establecido en el diseño. deb en abrirse en el momento en que se detecte una reducción del caudal del 20% para u na cabeza dada en la entrada de la tubería de aducción

2. PARTES 2.1 VALVULA DE PURGA

3. ESPECIFICACIONES TECNICAS 04.01.00 LIMPIEZA DE TERRENO MANUAL 04.02.00 TRAZO Y REPLANTEO 04.03.00 EXCAVACION 04.04.00 ELIMINACION MATERIAL EXCEDENTE HASTA 30.00 MT (A MANO USANDO CARRETILLA ) 04.05.00 SOLADO DE PIEDRA E=0.15 M, ASENTADO CON MORTERO a). Descripción. Servirá de base a la estructura y losa de fondo de la cámara de purga, será de concre to simple, es decir no tiene armadura de refuerzo, o que la tiene en una cantida d menor que el mínimo % establecido para el concreto armado. La falsa losa de concreto se colocara sobre una capa de afirmado, el espesor est a indicado en los planos. b). Procedimiento Constructivo. Este concreto será vaciado para mejorar el suelo donde se vaciaran los cimientos, y la losa de fondo de la estructura, su preparación se realizará con mezcladora. El uso de concreto simple deberá limitarse a elementos totalmente apoyados sobre el s uelo o soportados por otros elementos estructurales capaces de proveer un apoyo vertical continuo o cuando el efecto de arco asegura esfuerzo de compresión, para todos los estados de carga, se agregará al concreto piedra mediana en una proporción del 25%. Todos los materiales que se emplean en la fabricación de concreto simple deberán cum plir con los mismos requisitos exigidos para el concreto armado.

c. Medición. Se mide por metro cuadrado. d). Bases de Pago. El pago se efectuará multiplicando la cantidad ejecutada por el precio unitario e stablecido, tomando como unidad el (M2) 04.06.00 ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL 04.07.00 CONCRETO F'c=175 KG/CM2 04.08.00 TARRAJEO CON IMPERMEABILIZANTE, MEZCLA 1:2, E=1.5CM 04.09.00 ACERO GRADO 60 EN CAMARA DE PURGA 04.10.00 ACCESORIOS EN CAMARA DE PURGA Ø 3" a). Descripción. Se refiere al suministro y colocación de Accesorios de la cámara de purga el cual se ubicara en el ingreso del desarenador. b). Proceso Constructivo. Se colocarán toso los accesorios descrito en los planos de obra, los mismos que se rán de buena calidad y deberán ser y visados por el Supervisor. c). Método de Medición. Se mide en global. d). Bases de Pago. El Pago se efectuara por Global.

METRADOS Y PRESUPUESTO

PLANOS