Abastecimiento de agua
2019
Caudal confiable bajo presión
Australia es una nación sedienta. Como país, se encuentra entre los mayores consumidores de agua del mundo. Sin embargo, también es uno de los países habitados más secos del planeta y vulnerable a las sequías, lo que puede provocar graves escaseces de agua. La mayor parte del suministro municipal de agua proviene de fuentes superficiales, lo que, ante el cambio climático, subraya la necesidad de proteger y mantener los sistemas de abastecimiento de agua de los que depende la población.
La cavitación, que puede dañar las redes de distribución, es un hecho en todos los sistemas de suministro de agua. Sin embargo, es una preocupación particular en Australia, donde los suministros de agua ya son limitados. La cavitación ocurre debido a la presión necesaria para mover el agua a través del sistema. Cuando la presión del agua en las válvulas y tuberías cae por debajo del punto de vaporización, se produce un proceso llamado flashing, en el que se forman burbujas en el agua en movimiento. Luego, cuando la presión vuelve a subir, las burbujas colapsan causando cavitación: millones de diminutas ondas de choque que erosionan y desgastan el interior de las válvulas y tuberías. En sistemas con controles de presión inadecuados, la cavitación puede causar daños significativos, incluyendo roturas de tuberías, y finalmente una ruptura si la presión no se controla adecuadamente.
Una nueva tubería riesgosa
La cavitación era una de las principales preocupaciones para una autoridad municipal de agua en el sur de Australia, que buscaba desarrollar una fuente alternativa de agua para satisfacer la demanda de una población en crecimiento. La empresa ya abastecía a más de un millón de personas y necesitaba una nueva tubería como respaldo. Con un sistema tan grande, mantener la presión adecuada para garantizar la entrega de agua en toda la red era difícil.
Para mejorar su capacidad de suministro en una de sus áreas de reticulación, la empresa instaló una gran tubería de transferencia y estaba derivando agua de esta tubería como fuente secundaria. Sin embargo, la presión variable de entrada en la nueva tubería estaba generando ocasionalmente ondas de presión transitoria altas, lo que generaba preocupación de que estos picos de presión pudieran dañar las tuberías de la red.
Esta era una preocupación muy real. En un sistema con presiones tan variables, la cavitación que puede causar haría que la incorporación de una nueva tubería fuera un negocio riesgoso y la selección de una válvula para controlarla, de suma importancia. Por ello, la empresa recurrió a BERMAD en busca de una solución: una válvula que funcionara de manera confiable sin cavitación para garantizar la seguridad y estabilidad de su tubería.
Válvula de Control de Presión Resistente a la Cavitación
BERMAD comprendió la naturaleza crítica de la situación. Con más de un millón de personas dependiendo de la empresa para su suministro de agua, una falla en la válvula podría ser catastrófica para la red de distribución aguas abajo.
BERMAD trabajó junto con la empresa y sus ingenieros de diseño para instalar una válvula de la Serie 700 SIGMA, altamente resistente a la cavitación, y exploró salvaguardas adicionales disponibles para asegurar que la válvula protegiera la tubería y funcionara correctamente ante las condiciones de presión ampliamente variables que enfrentaban. Estas salvaguardas incluyeron:
- Instalación de dos grandes filtros de cartucho para evitar el bloqueo de los componentes de la válvula
- Un vástago limitador de caudal mecánico en el centro de la válvula que limitaría el caudal en caso de falla de la válvula, reduciendo así cualquier daño a la red
- Un “sistema hidráulico de protección contra sobrepresión” diseñado para cerrar rápidamente en caso de un aumento significativo de presión.
Para proteger la propia válvula, BERMAD recomendó un modelo que proporcionara un asiento elevado y un cuerpo ancho para asegurar que los efectos de la cavitación no afectaran el cuerpo de la válvula sin importar las condiciones de caudal. Para respaldar la recomendación, BERMAD entregó a la empresa un informe completo de análisis de dimensionamiento, que demostró que el diseño de su válvula no solo proporcionaría un mejor control de presión, sino que también resistiría fuerzas de cavitación significativas.
Las nuevas válvulas 700 SIGMA de BERMAD ofrecen una resistencia superior a la cavitación
Las válvulas 700 SIGMA de BERMAD son válvulas de control de presión reductora operadas hidráulicamente que reducen una presión aguas arriba más alta para mantener una presión constante aguas abajo, independientemente de la demanda fluctuante o de las variaciones en la presión de entrada. Estas robustas válvulas ofrecen las siguientes características clave:
- Configuración de doble cámara con control de tres vías, lo que las hace extremadamente sensibles sin importar las condiciones de operación y permite una apertura total sin riesgo de bloqueo hidráulico
- Reducción de presión sumamente precisa incluso con alta presión diferencial, independientemente del rango de presión de entrada
- Sistema hidráulico de protección contra sobrepresión que cierra inmediatamente la válvula para regular el caudal cuando la presión aguas abajo supera en más del 10% el punto de ajuste
- Desconexión integrada por solenoide desde telemetría para brindar garantías adicionales en condiciones de alta presión que superen el ajuste del sistema de protección contra sobrepresión
- Función hidráulica de control de caudal para limitar el flujo y evitar cavitación excesiva a través de la válvula bajo condiciones de alto caudal y presión diferencial
- Vástago indicador con microinterruptor para enviar alarmas a los operadores y cerrar la red en caso de que ocurra una falla que provoque la apertura total de la válvula
- Filtros duales de cartucho grande, en servicio y en reserva, equipados con tubos internos de estancamiento para minimizar la rara posibilidad de que sólidos bloqueen las válvulas de aguja y los controles piloto
Además, aunque la posibilidad de falla del diafragma es extremadamente rara, estas válvulas también cuentan con un cierre mecánico de caudal diseñado para limitar el recorrido de la válvula y reducir la capacidad de caudal estrangulado, minimizando cualquier riesgo para la red aguas abajo.
Los Resultados
Tras la instalación y puesta en marcha de la primera válvula SIGMA 700 para la empresa de servicios públicos en Australia, BERMAD realizó exhaustivas pruebas fuera de línea para demostrar que la válvula funcionaría y operaría bajo las condiciones variables de presión, protegiendo la tubería del sistema sin experimentar cavitación. La válvula superó todas las pruebas con gran éxito, demostrando que proporcionaría a la empresa la protección de red que necesitaba, junto con un rendimiento y fiabilidad impecables. Actualmente, la empresa ha instalado un total de cuatro válvulas SIGMA 700, todas las cuales están ayudando al sistema a gestionar de manera más eficaz los cambios de presión.
Para esta gran empresa de servicios públicos, encontrar una solución a sus problemas de gestión de presión que también protegiera su sistema contra los potencialmente devastadores efectos de la cavitación se trataba de confianza y rendimiento, algo que encontró al trabajar con BERMAD. Con más de 50 años de experiencia e ingeniería en el desarrollo, diseño y fabricación de válvulas hidráulicas de control de vanguardia, incluidas válvulas para aplicaciones de alto riesgo como esta, BERMAD pudo ayudar a la empresa a satisfacer la creciente demanda de agua en las comunidades a las que presta servicio, con mayor confianza en la seguridad e integridad de toda su red.
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