Válvulas.

Las válvulas son dispositivos mecánicos que son empleados para detener, iniciar o controlar las características del flujo en conductos a presión. Pueden ser accionadas manualmente o por medios automáticos o semiautomáticos. Así, existen accionadores eléctricos, hidráulicos o neumáticos, los cuales se usan en plantas de tratamiento o en instalaciones donde se requiere operar frecuentemente las válvulas. En redes de distribución son más usuales las válvulas que se operan manualmente mediante palancas, volantes y engranes, debido a que los cierres y aperturas son ocasionales.

Las válvulas permiten el aislamiento de ciertos tramos de tubería para realizar labores de reparación o mantenimiento, o simplemente evitar el flujo o cambiarlo de dirección.

También permiten el drenar o vaciar una línea, controlar el gasto, regular los niveles en los tanques de almacenamiento, evitar o disminuir los efectos del golpe de ariete (cambios de presión que pueden colapsar la tubería), la salida o entrada de aire, así como evitar contraflujos, es decir, prevenir el flujo en dirección contraria a la de diseño.

Las válvulas se dividen en dos clases según su función: 1) Aislamiento o seccionamiento y 2) Control. Según su tipo las válvulas de aislamiento pueden ser: de compuerta, de mariposa, o de asiento (cilíndrica, cónica o esférica). Las válvulas de asiento pueden realizar ambas funciones. A su vez, las válvulas de control pueden ser: de altitud, de admisión y expulsión de aire, controladoras de presión, de globo, de retención (check), o de vaciado (de desagüe).

Las válvulas más modernas poseen un excelente diseño hidrodinámico disminuyendo las pérdidas de carga y la cavitación. Tienen como característica un cuerpo básico al cual se le pueden agregar los controles necesarios para controlar y regular el flujo o la presión. Existen además válvulas de admisión y expulsión de aire que no se corroen y que son muy ligeras.

En redes de distribución las válvulas de compuerta son las más empleadas para aislar tramos de tubería, ya sea para su revisión o reparación, debido a su bajo costo, amplia disponibilidad y baja pérdida de carga cuando están completamente abiertas.

Las válvulas de desagüe se colocarán en las partes más bajas de las tuberías principales para permitir el vaciado de las tuberías en caso de roturas, eliminándose al mismo tiempo los sedimentos que se pudieran depositar en estos sitios. También se pueden utilizar para el lavado de la línea durante la construcción.

Desagües de limpieza

Después de un tiempo de uso, las partículas en suspensión que transporta el agua irán sedimentándose en los puntos bajos del sistema o donde la velocidad del caudal no supere los 0,7 m/s. Normalmente, los tanques de distribución permiten la sedimentación de muchas de estas partículas pero las

tuberías anteriores a dicho tanque no se benefician de este fenómeno. En los tanques de rompe-presión no se produce sedimentación debido a la extrema turbulencia que tiene el agua en estos puntos.

Los puntos de limpieza se deben colocar en las zonas bajas de los principales perfiles en “u” del sistema. El número de puntos de limpieza depende de la fuente de donde proviene el agua; un arroyo aportará muchas más partículas en suspensión que un nacimiento.

Válvulas de desagüe o Válvula de purga.

Son válvulas instaladas lateralmente, en todos los puntos bajos del trazado, (no deben ubicarse en tramos planos), donde haya posibilidad de obstrucción de la sección de flujo por acumulaciones de sedimentos, facilitando así las labores de limpieza de la tubería. La derivación se hace por medio de una T cuyo diámetro mínimo es de 2” (5cm).

Se colocan en los puntos bajos de la cañería para su vaciado y limpieza. Se ubican de acuerdo con los siguientes criterios:

Por lo menos una por cada tramo delimitado por válvulas de cierre.

La válvulas de desagote y limpieza o mejor dicho las cámaras de desagote y limpieza, se disponen en los puntos bajos, distanciadas unas de otras en no más de 3.000 metros, con el fin de permitir el desagote de la tubería en cada sector, en caso de tener que vaciar algún tramo, ya sea por razones de limpieza, operativas o por alguna rotura sufrida en algún sector. La figura siguiente muestra un esquema de dichas cámaras.

Se disponen en los puntos de cambio de pendiente, de descendente a ascendente.

En la siguiente tabla se indican los diámetros de dicha derivación según el diámetro dela tubería principal, la cual se basa en el criterio de ¼ de diámetro principal.

Cajas de válvulas

La función de una caja de válvulas es la de proteger una válvula de control de manipulaciones indeseadas o de factores externos que modificarían el equilibrio hidráulico del sistema alterando el caudal que se suministra. Las cajas de válvulas pueden colocarse junto a estructuras, como suele pasar con los depósitos de distribución, o pueden estar colocados de manera independiente en un punto del trazado de tubería, en algún lugar estratégico como podría ser cercana a alguna ramificación o punto de servicio. Suelen ser de hormigón u hormigón armado y pueden contener tuberías tanto de PVC como de HG. Las dimensiones y diseño están en función del número y tamaño de las válvulas, de la frecuencia con la que se van a operar, etc.

Cámara de válvula de purga

Los sedimentos acumulados en los puntos bajos de la línea de conducción con topografía accidentada, provocan la reducción del área de flujo del agua,

siendo necesario instalar válvulas de purga que permitan periódicamente la limpieza de tramos de tuberías.

Colocación de las válvulas

Para impedir daños y asentamientos en las inmediaciones, la colocación debe hacerse sobre una base de hormigón. Las válvulas deben disponerse en una caja o registro, de modo que puedan operarse rápidamente. Generalmente las válvulas de más de 30 cm diámetro se colocan en registros. En las intersecciones de las grandes tuberías, puede haber 2, 3 o 4 válvulas muy próximas, en cuyo caso deben reunirse los registros y construir una cámara subterránea para acomodar a todas.

Conservación de las válvulas

Inspecciones realizadas después de un período de conservación deficiente, han permitido comprobar que el 20 % de las válvulas esclusa estaban en malas condiciones, por ello es recomendable realizar una inspección regular, lo cual, en algunas poblaciones se hace anual o semestralmente. Los defectos que se ponen de manifiesto en las inspecciones son de tres tipos:

Válvulas inaccesibles Válvulas trabadas Válvulas cerradas.

La inaccesibilidad se debe a que las válvulas quedan cubiertas con tierra o por el pavimento, o que las cajas han llegado a llenarse con cierra, con escombros o suciedad. Como las válvulas esclusa deben cerrarse a menudo en el menor tiempo posible, con el objeto de evitar perjuicios y pérdidas de agua por roturas, la importancia de evitar este defecto es manifiesta. Una válvula, puede trabarse por corrosión, especialmente si ha permanecido en una posición fija durante muchos años, de tal manera que no pueda cerrarse, o que el vástago u otro elemento, se hayan roto al cerrarla. Echando aceite lubricante diluido en la llave de la válvula se lubricará la unión entre el vástago de la misma y la empaquetadura, y puede corregirse el problema. Los sedimentos, que con frecuencia se acumulan en la válvula, producen una obstrucción, que impide un buen ajuste al cerrar. Esta avería puede corregirse accionando con cuidado la esclusa arriba y abajo, y permitiendo que el agua, al incrementar su velocidad, arrastre el sedimento. Las válvulas colocadas con el vástago horizontal no ofrecen este inconveniente, las válvulas pueden tener fugas alrededor del vástago al accionarlo, lo que hace necesario desmontarlo y disponer de nuevas empaquetaduras en el cuello. Si las válvulas, no se han normalizado, en lo que se refiere a su giro directo o inverso, deben marcarse para que los operarios no rompan los vástagos, al hacerlas girar en sentido contrario. La inspección también pone de manifiesto si las válvulas que se suponen abiertas están cerradas total o parcialmente. Frecuentemente, después de hacer las reparaciones, los operarios se olvidan de abrir algunas válvulas, o no las abren completamente, lo que da origen a una pérdida de presión, que pude no ponerse de manifiesto hasta que produzca por ejemplo un incendio. Es buena práctica exigir a los capataces que anoten en las hojas de trabajo, las válvulas que quedan cerradas, rectificando las notas cuando se abren, y conservándolas como un registro permanente de las válvulas.

Funcionamiento de valvulas de desague

Limpieza de la Red Utilizando Válvula de Purga:

Para ejecutar el mantenimiento de la red los operarios realizan los siguientes pasos:

Señalizan el área de trabajo

Conectan la manguera de PVC de 4 pulgadas, en la boca de la válvula de purga con su respectivo acople para su cierre hermético, orientándola hacia el buzón y/o caja de registro mas cercano para el vertimiento del agua de purga.

Abren la válvula de control (pie) de la válvula de purga en forma gradual hasta su totalidad.

Toman muestras de agua después de tres a cinco minutos de la apertura y determinan el grado de turbiedad que presenta la muestra de agua en forma visual se conserva la muestra inicial.

Continúan tomando muestras cada quince minutos para determinar en forma visual la disminución de la turbiedad del agua en la red. Concluyen la tarea cuando observan que se eliminó la turbiedad, conservando la muestra final.

Cierran válvulas de control (pie) de la válvula de purga

Retiran la manguera PVC

Cierran el buzón de desagüe.

Hacen limpieza de la zona de trabajo

Llenan la Orden de Servicio e informa al Jefe de la Unidad Operativa. (ingresando el tiempo total de la purga)

El jefe de la Unidad Operativa informa los resultados:

A la Gerencia Operacional, y A la unidad de Control de Calidad. presentando la muestra inicial y final para el respectivo análisis.