Ventosas. Qué son, tipos, dónde colocarlas y dimensionamiento.

¿Quieres conocer la función de las ventosas en tu sistema de riego, los tipos que existen y qué consecuencias tiene no disponer de ellas? En este post te lo explicamos con detalle.

El mayor problema que puede aparecer en una instalación sin ventosas es la presencia de aire. Las causas principales por las que puede darse este hecho en las conducciones hidráulicas son:

• Las operaciones de llenado y vaciado.
• La interrupción temporal en el abastecimiento de agua.
• El fenómeno de vórtices en la aspiración de las bombas.
• La aparición de fisuras en zonas de depresión negativa.
• La liberación de aire disuelto.

Las consecuencias de la presencia de bolsas de aire o aire disuelto en el agua son:

• Sobrepresiones: debido a la fácil compresibilidad del aire que se encuentra retenido en el agua.
• Reducción de la sección de paso de la tubería y del flujo de agua: conlleva al aumento de consumo eléctrico de las bombas y a la pérdida de rendimiento de éstas.

La reducción de la sección también provoca un incremento en las pérdidas de carga y la posibilidad de que se produzca cavitación, corrosión, ruidos, vibraciones y deterioros estructurales en el interior de las tuberías, cambios en la velocidad y fricción del agua con la pared del tubo, errores en los instrumentos de lectura o medición de agua, etc.

Por todo esto es necesaria la presencia de ventosas en los sistemas hidráulicos.

¿Qué son las ventosas?

Las ventosas son elementos de protección que se colocan en las instalaciones hidráulicas para prevenir sobrepresiones y depresiones en el sistema. Consisten en válvulas de aireación que introducen y/o extraen aire de la tubería al exterior, en función de la diferencia de presión que exista entre la conducción y el medio exterior.

Generalmente una ventosa es un cuerpo que tiene forma de copa y dispone de un orificio con una tapa en la parte superior, mientras que la parte inferior posee una brida o rosca que conecta con la tubería. En su interior se halla el mecanismo de obturación: un flotador con forma esférica o cilíndrica que obstruye el orificio de la parte superior para cerrar así el dispositivo. La estanqueidad de la ventosa la asegura una junta de caucho u otro material sintético.

Tipos de ventosas

Clasificación según el tamaño del orificio:

• • Ventosas de gran orificio: Se consideran ventosas de gran orificio las que poseen un ø >25 mm. Permiten la entrada o salida de aire cuando se lleva a cabo el llenado o el vaciado de la conducción.

• • Ventosas de pequeño orificio, automáticas o purgadores: Se trata de dispositivos de dimensiones reducidas para permitir su apertura cuando el sistema se encuentra presurizado. El orificio de salida de aire es de ø < 12 mm. Suelen emplearse para expulsar cantidades pequeñas de aire acumuladas en la instalación durante el funcionamiento normal de ésta.

Clasificación según su función:

• Ventosas monofuncionales o de simple efecto: Solamente realizan una de las siguiente funciones:
  1. Expulsión del aire durante la operación de llenado de la tubería.
  2. Admisión del aire durante la operación de vaciado de la tubería.
  3. Expulsión del aire cuando el sistema está presurizado y el agua circulando por este.

Dentro de las ventosas monofuncionales se incluyen los purgadores y las ventosas unidireccionales (el aire circula en una única dirección dentro de ellas). Las ventosas monofuncionales son similares a las de gran orificio, y a su vez se dividen en ventosas de vacío (se utilizan cuando debe darse una presión negativa en la conducción, como en la expulsión de aire para el cebado de un sifón en su punto más elevado), y abductores (se utilizan para la admisión de aire en grandes cantidades sin que sea posible su salida).

• • Ventosas bifuncionales o de doble efecto: Estas ventosas son capaces de realizar la expulsión de aire durante la operación de llenado y la admisión de aire durante la operación de vaciado de la conducción, en grandes cantidades gracias a su orificio de gran tamaño. No pueden expulsar aire si el sistema está presurizado.

• • Ventosas trifuncionales o de triple efecto: Pueden llevar a cabo la expulsión y admisión de aire, y la expulsión de aire con la instalación presurizada y el agua circulando por ella. Generalmente, constan de un cuerpo que contiene un flotador grande y un flotador pequeño que se dispone junto al purgador en un cuerpo compacto, aunque también pueden encontrarse como dos cuerpos conectados entre sí.

¿Dónde se colocan en la instalación hidráulica?

Comúnmente, los puntos donde debe estudiarse la instalación de ventosas son:

• Los puntos más elevados de la conducción.
• Tramos de la conducción donde haya cambios de pendiente.
• Tramos donde haya cambio de sección en la tubería.
• A continuación de válvulas reductoras de presión, anti-retorno y/o de retención.
• En puntos cercanos a dispositivos de medida.
• En los tramos rectilíneos, disponerlas cada 500-1000 metros.
• En general, en aquellos puntos donde pueda darse acumulación de aire.

El tipo de ventosa y la posición donde se instala en el sistema hidráulico depende de la cantidad de aire que se desea evacuar.

Las ventosas monofuncionales suelen disponerse en la salida del grupo de bombeo y en cruce de carreteras o vados; las ventosas bifuncionales (admisión - expulsión) suelen instalarse en tramos largos de pendiente uniforme y, las ventosas trifuncionales (purga- admisión- expulsión) se colocan generalmente en puntos altos de la instalación y en los cambios de pendiente en las conducciones. Se recomienda su uso en puntos altos para facilitar la maniobra de llenado de tuberías, antes de los contadores, filtros y cada 400 metros de conducciones con pendiente uniforme.

Parámetros a tener en cuenta para la instalación de ventosas

A la hora de dimensionar una ventosa en necesario conocer: la presión máxima que se quiere alcanzar durante el proceso de llenado de la tubería, la presión mínima a la que se quiere llegar cuando se vacíe la tubería y, la presión de trabajo de esta, que servirá para determinar el purgador y la composición de las ventosas bifuncionales.

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