Cuándo usar ventosas, cuáles son sus beneficios y qué tipos existen.

¿Cuáles son los beneficios y la función de una ventosa?

El control del aire en los sistemas de agua es tan esencial como el control del agua. Los principales beneficios del uso de ventosas son un aumento de la eficiencia del sistema y una reducción del tiempo de llenado, ahorro de energía, así como protección frente a condiciones de vacío y colapso de tuberías. Las ventosas controlan el aire en cada una de las siguientes etapas:

Llenado de la tubería

Para permitir un llenado eficiente, el aire debe ser aliviado o evacuado. En caso de que el aire no se alivie de forma efectiva, el tiempo de llenado de la tubería aumentará significativamente. Un gran volumen de aire que no se alivie durante el llenado de la tubería puede provocar golpes de ariete.

Funcionamiento presurizado (estado estacionario)

Las burbujas de aire se acumularán en los puntos más altos del sistema y reducirán gradualmente la sección transversal efectiva de la tubería. El resultado será una reducción del caudal y un aumento de los costos energéticos (para mantener el caudal de diseño). En casos extremos, la bomba no podrá suministrar la presión adicional necesaria para superar las bolsas de aire y el flujo en el sistema podría detenerse por completo.

Además, el aire perturba los componentes operativos como bombas, válvulas reguladoras y filtros. Los medidores de agua mecánicos, cuyas lecturas se basan en la velocidad del líquido, proporcionarán lecturas inexactas debido a la presencia de aire en el medidor. Asimismo, la presencia de aire en grandes volúmenes en el sistema contribuirá a acelerar la corrosión en las tuberías metálicas.

Vaciado de la tubería

Durante el vaciado del sistema, ya sea por rotura o por mantenimiento, se generarán presiones negativas (condiciones de vacío). Las presiones negativas pueden dañar diferentes componentes y, en condiciones severas, pueden provocar el colapso de la tubería. Permitir la entrada de aire eliminará las presiones negativas y protegerá el sistema.

Golpe de presión (golpe de ariete)

Los golpes de presión pueden ser el resultado de un paro de bomba, un cierre rápido de válvula y más. Es probable que, con la misma magnitud con que la presión sube, también baje. En algunos casos, la presión se vuelve negativa (condiciones de vacío) y, en los peores casos, puede producirse una separación de la columna de agua, junto con la formación de cavidades.

Sin un control adecuado de la presión de golpe, el sistema puede sufrir daños significativos. Neutralizar las condiciones de vacío requerirá la entrada de aire en puntos críticos, con base en un análisis de golpe de ariete (Surge Analysis).

¿Cuáles son los tipos de ventosas?

Existen 3 tipos básicos de ventosas:

1. Ventosa automática (purgador de aire)
   • La válvula libera las bolsas de aire atrapadas durante el funcionamiento presurizado. Cuenta con un único orificio pequeño, llamado orificio automático, con diámetros de 0,04 – 0,2 pulgadas; 1 – 5 mm.
2. Ventosa cinética (alivio/admisión de aire)
   • La válvula evacua el aire durante el llenado de la tubería y permite la entrada de aire en caso de vaciado del sistema o condiciones de vacío. Cuenta con un único orificio grande, llamado orificio cinético, con diámetros de 1 – 10 pulgadas; 25 – 250 mm. Una ventosa cinética restringida únicamente a la entrada de aire también se conoce como rompedor de vacío (Vacuum Breaker).
3. Ventosa combinada
   • La válvula combina la función de las ventosas automática y cinética. Evacua el aire durante el llenado de la tubería, permite la liberación eficiente de bolsas de aire de tuberías presurizadas y permite la entrada de aire en caso de vaciado de la red o condiciones de vacío. Cuenta con dos orificios: automático y cinético.

Las ventosas también se clasifican según el tipo de agua:

1. Ventosas para agua limpia:
   • Para ser utilizadas con agua potable, agua de riego, agua reutilizada o reciclada.
2. Ventosas para agua no limpia:
   • Para ser utilizadas con aguas no limpias, por ejemplo, aguas residuales municipales, sistemas industriales y mineros. Su función es la misma que la de las ventosas para agua limpia; sin embargo, la principal diferencia radica en su cuerpo alargado y sus piezas internas diseñadas para mantener el agua alejada del mecanismo de la válvula.

¿Cuáles son las funciones adicionales de las ventosas?

1. Protección contra golpe de ariete – SP (Non-slam)
   • Diseñada para cerrar parcialmente el orificio cinético durante el alivio de aire. Evita el golpeteo/impacto resultante de un cierre rápido del orificio cinético durante el llenado de la tubería o la separación de la columna de agua. La función de protección contra golpe de ariete garantiza un funcionamiento más suave y evita daños a la ventosa o al sistema.
2. Cierre asistido – AC
   • Esta función es similar a la SP, pero en este caso el disco SP se mantiene elevado mediante un resorte. Esto significa que, independientemente de la presión en línea, el flujo de salida solo se produce a través del disco SP (valor de conmutación = 0).
3. Prevención de entrada – IP
   • Evita la entrada de aire atmosférico en los casos en que esto podría dañar las bombas, requerir un nuevo cebado o interrumpir sifones. También evita la entrada de agua de inundación o contaminada en las redes de agua potable.