Aire en las cañerías (problema real)

[Nicolas84]

Les consulto por un problema real que estamos teniendo en el edificio donde vivo; el cual ni los vecinos ni el plomero saben exactamente dónde se encuentra el problema.

Cada 1 o 2 meses se corta el agua en el edificio. Se verifica que tanque de agua está lleno. Y cerrando y abriendo varias veces la llave de paso de agua principal, se escucha claramente como pasan burbujas de aire por la cañería hacia el tanque de agua. Repetimos esto por 2 o 3 minutos hasta que ya no se escuchan mas burbujas de aire pasar. Y es problema está solucionado (al menos por 1 o 2 meses).

Nuestra intención es solucionar este inconveniente y que las burbujas de aire se purguen de las cañerías automáticamente. Por eso llamamos a un plomero, pero él no sabe por qué se corta el agua en todo el edificio simultáneamente. Dice que normalmente cuando sucede algo así, se da en alguna canilla de algún departamento específico; pero no en todo el edificio. El plomero sugiere agregar ruptores de vació luego de cada llave de corte, para cada cañería que baja al edificio (son 9 cañerías), pero no está seguro de que esto solucione el problema definitivamente.

Mi consulta para el foro es: Dada la forma de las cañerías de mi edificio, ¿Dónde se estarían acumulando las burbujas de aire, que causan que se corte el agua en todo el edificio? y ¿Qué modificaciones habría que hacer para solucionar este problema?

Descripción de la foto: Esto es en la terraza de un edificio de 9 pisos. A la izquierda se ve el tanque de agua. De este sale un caño horizontal de aproximadamente 10 cm de diámetro. Luego gira hacia abajo, donde luego se conecta a la llave principal de corte de agua. Luego se conecta a un caño horizontal que distribuye el agua hacia abajo a 9 caños verticales (cada uno con su llave de corte), y otro caño un poco mas angosto que luego gira hacia arriba para funcionar como ruptor de vació (caño que supera la altura del tanque de agua y está abierto al aire). Este último caño tiene también una "T" con una canilla, para verificar si hay agua. Debo aclarar que a la vista, los caños horizontales parecen bien nivelados, pero no se ha verificado con una herramienta adecuada.

Desde ya, les agradezco por su ayuda. Si bien es posible que consultemos también con otros plomeros, pensamos que es importante saber el lugar exacto del problema, para no hacer arreglos innecesarios; y por eso consultamos en este foro, para ver el punto de vista científico, y no la prueba y error.

[JCB]

Hola a tod@s.

- La falta de suministro de agua, ¿ ocurre en las 9 viviendas ?, ¿ o bien solo ocurre en las viviendas que están a mayor altura, es decir, más cercanas al depósito ?.

- ¿ Habéis observado el nivel de agua en el depósito cuando ocurre el fenómeno ?. ¿ Qué oscilaciones en el nivel de agua tiene el depósito ?.

Al ser una alimentación por gravedad, y aunque no tengo la absoluta certeza, apunta a una falta de presión. Es decir si el nivel de agua en el depósito es bajo, cuando se produce la mayor demanda (en hora punta), quizás los tubos bajantes a cada vivienda no se llenan en su totalidad de agua, y se introduce aire.

Saludos cordiales,
JCB.

[Nicolas84]

Hola JCB. La falta de suministro de agua ocurre en todo el edificio simultánemente (son 17 departamentos, en un edificio de 9 pisos). Primero avisan que se quedan sin agua los de los pisos superiores, pero nos comunicamos en un grupo de whatsapp, y en seguida comienzan a probar el resto de los vecinos, y en pocos segundos se quedan sin agua todos los pisos.

Cuando sucede el problema, verificamos que el depósito de agua del último piso, y está lleno de agua. El plomero igualmente verificó los flotantes y que el nivel de agua al llenarse el depósito sea suficientemente alto.

Nosotros buscámos una solución, la cual en caso de que ingrese aire a las cañerías, este se purgue automáticamente, y no impida la circulación del agua. Pero al no saber dónde se está acumulando el aire en las cañerías, no sabemos dónde debemos aplicar la solución. Sospechamos que los caños horizontales pueden estar acumulando burbujas de aire. Pero no entendemos como se pueden acumular tantas burbujas como para bloquear la circulación de agua.

Por suerte hay una solución provisoria, que es cerrar y abrir la llave de paso principal que se conecta al caño que sale del depósito de agua, varias veces. No entendemos como esta acción hace que las burbujas se muevan hacia el depósito de agua y vuelva a circular el agua. Por eso consultamos aquí, para entender y poder dar una solución acertada. Gracias.

[JCB]

Hola a tod@s.

Sí, parece lógico suponer que es en las tuberías horizontales donde se acumula el aire. Para eliminar el aire, podría instalarse una válvula purgadora, en la parte superior de la tubería horizontal principal.

En la zona donde vivo, el suministro de agua es directo, es decir, no hay depósito intermedio. Los dos sistemas tienen ventajas e inconvenientes. En el sistema de depósito, tienes la ventaja de que ante un corte de suministro de la red principal, aún dispones de un remanente de agua almacenada. Como contrapartida, parece que surgen problemas de falta de presión, e interrupciones de suministro.

Intentaré averiguar más cosas, con la ayuda de un amigo que trabaja en una compañía municipal de suministro de agua.

Saludos cordiales,
JCB.

[JCB]

Hola a tod@s.

El contacto que mencioné, me ha aconsejado instalar una pequeña bomba automática a la salida del depósito, que se pondría en marcha cada vez que detectase demanda. De esta manera se garantizaría una adecuada presión de suministro.

Saludos cordiales,
JCB.

[Nicolas84]

Hola JCB, transmitiré tu idea al consorcio. En el día a día, no tenemos problemas de presión. El problema se da solo cuando se interrumpe el suministro debido al aire en las cañerías (cada 1 o 2 meses). No comprendo cómo es que la bomba detectará demanda cuando le llegue la burbuja de aire. Quizás esto empeore el problema, además de que implicaría un nuevo consumo eléctrico cada vez que usemos el agua. Gracias igualmente.

[JCB]

Aunque no las conozco en detalle, son bombas pequeñas de bajo coste, no requieren mantenimiento y consumen poca electricidad. La bomba se pone en marcha, automáticamente, cada vez que detecta una demanda de agua, por depresión.

[arivasm]

Antes de nada, aclaro que hablo pensando en términos teóricos.

El aire en las cañerías (que en realidad es mayoritariamente oxígeno) procede del que está disuelto en el agua y que se libera en los puntos en los que se producen depresiones, pues su solubilidad aumenta con la presión. En este caso, entiendo que se trata de un depósito en lo alto de un edificio que sirve agua a viviendas situadas por debajo. Aunque no sabemos cuál es el máximo desnivel entre el depósito y el suministro más bajo, recordemos que con unos tres pisos de altura la diferencia de presión es del orden de una atmósfera. La explicación de por qué tarda unos meses en crearse la burbuja es obvia: procede del lento desprendimiento del aire disuelto.

Como sabemos, de la aplicación de la ecuación de Bernoulli a una conducción de diámetro constante y vertical, la menor presión se produce justamente en la parte más alta. Luego en este caso estará en algún lugar de lo que vemos en la foto.

El hecho de que el corte afecte a todos los pisos y no a algunos aislados implica que la burbuja se produce en el tramo de salida del depósito, siendo lo más probable que afecte al horizontal. Por tanto, en mi opinión el lugar más adecuado para instalar el purgador sería dicho tramo. En este blog he visto que se señala algo semejante: https://www.iagua.es/blogs/miguel-an...rte-solucion-i

La solución que indica JCB entiendo que no es para deshacerse de la burbuja, sino para impedir que se forme. Lo que hace la bomba es detectar la disminución de presión producida por el consumo en algún piso y entra a funcionar, de manera que no exista en ese lugar (la salida del depósito) la caída de presión que ocasiona la reducción de la solubilidad del aire en el agua y entonces la formación de la burbuja.

[Abdulai]

Problema curioso... Si yo estuviera rascándome la cabeza frente a los caños empezaría por desarmar la llave principal para verificar si la esfera gira y abre y cierra correctamente.

Si pasara que la esfera apenas gira, tendríamos un pasaje muy estrangulado y en consecuencia, si por residuos o hados un día está un poco mas estrangulado que los anteriores y te va a chupar la poca agua de la purga para luego llenarse de aire.

Al abrir y cerrar la llave principal (asumida rota) se mueve ligeramente la esfera --> se remueven los residuos o lo que sea y con eso te baja el estrangulamiento --> vuelve a circular agua.

[Richard R Richard]

Solo de curioso, el tanque o deposito principal, no esta presurizado, o no tiene contacto con la atmósfera? yo creo que sí.
Esto es sencillo, lo que quiero entender, el agua desciende a los departamentos por gravedad solamente, no hay ningún sistema de impulsión mediante bombas?

Si el tanque es cerrado, el aire viene por una filtración de alguna de las cañerías de uno de los pisos, si añades un caño pequeño de purga al tramo horizontal, que comunique con el tanque por encima del nivel máximo de agua del tanque, cada vez que se junte aire, la misma presión del agua del tanque lo lleva por el caño de purga hacia dentro del tanque, eso si, cuando el tanque se llena el aire debe ser removido por una válvula de retención por encima del nivel máximo.

En definitiva que el ruptor de vacío no lo tomaría de mas abajo que el caño horizontal,como creo ver en la foto ... La Tee del medio donde sale el pequeño caño marrion la rotaría 180° , y dejaría en contacto con la atmósfera,como ceo esta (por eso creo que el tanque no esta presurizado) , para mi ese ruptor de la forma que esta conectado no cumple ninguna función.
La otra forma es poner otro ruptor de vacío, sobre el techo del tanque., y nunca dejar que el nivel caiga por debajo del mínimo.

[Nicolas84]

Gracias por aportar mas ideas. Les respondo a cada uno:

arivasm: El depósito de agua está a aproximadamente 30 metros del nivel del suelo. No habíamos pensado que por el solo hecho de diferencia de presión, el agua desprendería su aire disuelto, y este sería un origen del problema. He leído el artículo que referencias en www.iagua.es, y tampoco hubiése imaginado que el agua no podría empujar la burbuja de aire por la tubería hacia el final de la tubería. Entonces, volviendo al caso del edificio donde vivo, es muy posible que el problema sea el caño horizontal que sale del depósito de agua. Siendo un caño de 10 cm de diámetro y 1 metro de largo, para nosotros es difícil imaginar que se forme una burbuja de aire tan grande que logre obstruir la circulación de agua. Pero entiendo por lo que me dices que es posible.

Abdulai: Aún no hemos autorizado a ningún plomero a realizar ninguna reparación; pero sabemos que la llave principal funciona, porque tal como se muestra en la foto, hay una canilla para probar si dicha llave efectivamente corta el agua, y la hemos probado. Sin embargo no sabemos si hay residuos dentro del mecanismo de la llave. La presión de agua en los departamentos parece ser correcta, por lo que suponemos que de haber residuos en la llave principal bloqueando la circulación de agua, no deben ser muchos.

Richard R Richard: El depósito de agua no está presurizado. Es decir, tiene tapa para protejerlo de la intemperie, pero no es presurizada. El agua desciende a los departamentos por gravedad solamente. La "T" que se ve en el caño horizontal que sale del depósito de agua está anulada; funciona simplemente como caño. La foto posiblemente engañe por el ángulo desde donde se ha tomado. El caño marrón tiene una "T" con una canilla, que en la foto puede parecer un tubo pequeño que se conecta a la "T" del caño horizontal. Pero en realidad es solo una canilla. Estamos de acuerdo con que el actual ruptor de vacío, que sale hacia abajo desde del caño de distribución horizontal, no cumple con su función para purgar el caño horizontal que sale del depósito; pero está cumpliendo su función para el resto del edificio, ¿correcto?.


Si los caños horizontales tuviesen un declive que permita que las burbujas de aire fluyan naturalmente hacia el depósito de agua, ¿esto solucionaría el problema? Dado que no hay espacio para darle dicho declive a las tuberías, deberíamos mover la llave de corte principal al caño horizontal, y así aprovechar ese espacio vertical de la llave para poder inclinar el caño. ¿Sería necesario agregar otro ruptor de vacío?

[arivasm]

Creo que este vídeo nos resultará interesante a todos los que estamos siguiendo este hilo. Tiene subtítulos en español (que en un par de sitios no están del todo bien, pero eso no afecta):

[Nicolas84]

arivasm: Gracias por el video. Las tuberías transparentes ayudan mucho a comprender cómo se comporta el aire en las cañerías.

Estuve pensando toda la noche cómo es que una burbuja de aire que se forme en el caño horizontal que sale del depósito de agua puede bloquear la circulación del agua, estándo varias canillas abiertas en los departamentos debajo. No logro darme cuenta. Mi intuición me dice que la presión del agua del depósito tiene que poder empujar la burbuja, o al menos que el agua pueda pasar por debajo de la burbuja. No veo cómo es que la burbuja "se sostiene en el lugar", si la cañería continúa sin obstáculos. Aprecio si alguien me ayuda a entender eso.

Por otro lado, creo que logro comprender un motivo por el cual puede ingresar aire súbitamente a la cañería (el otro motivo es que el aire se junte lentamente por diferencia de presión). El caño horizontal que sale del depósito es de 4 pulgadas; y luego se divide en 9 caños de 1 pulgada. Dada la forma "incorrecta" que tiene el ruptor de vacío, que se conecta por debajo del caño de distribución horizontal; cuándo la demanda de agua supera lo que puede abastecer el caño horizontal (digamos mas de 4 caños de bajada piden agua simultáneamente), entonces el nivel de agua del ruptor de vacío bajaría tanto que permitiría el ingreso de aire a la cañería principal. Este aire subiría hasta el codo de la cañería horizontal y formaría rapidamente una burbuja grande.

En cuanto a la solución, estoy inclinado a pensar que reemplazar el codo de la cañería horizontal por una "T". Ésta tomaría el agua horizontalmente del depósito, la distribuiría hacia abajo a la llave de corte, y hacia arriba a un ruptor de vacío. De esta forma cualquier burbuja de aire que venga del circuito inferior iría directamente por el caño del ruptor hacia la atmósfera. ¿Qué opinan?

[Richard R Richard]

por mi eso es acertado, el aire nunca ira hacia abajo en la cruz(o dobleTee) donde ahora está conectado, luego si el tanque tiene una valvula de retencion a la salida cualquier burbuja queda en el caño horizontal,como eso ralentiza el flujo cuando la demanda lo supera entra más aire a la cañerìa por los pisos superiores profundizando el problema.

Pero serìa mejor quitar el tubo del ruptor de donde está conectado, giraría180º la Tee inutilizada en medio del caño horizontal , (apuntando hacia arriba), quitarìa su tapón, y pondría allí el ruptor de vacío, solo debes poner reductores de diámetro para que te coincida el roscado, El caño del ruptor debe siempre superar el nivel máximo del tanque.

[Abdulai]

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Abdulai: Aún no hemos autorizado a ningún plomero a realizar ninguna reparación; pero sabemos que la llave principal funciona, porque tal como se muestra en la foto, hay una canilla para probar si dicha llave efectivamente corta el agua, y la hemos probado. Sin embargo no sabemos si hay residuos dentro del mecanismo de la llave. La presión de agua en los departamentos parece ser correcta, por lo que suponemos que de haber residuos en la llave principal bloqueando la circulación de agua, no deben ser muchos.
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La presión en los departamentos es la de la columna de agua, si se estrangula por residuos el caño principal nadie se va a dar cuenta hasta que se llene de aire desde la descarga.

La obstrucción (si hubiera) debería ser pequeña pues si no siempre succionaría por la descarga.

Incluso podría ser un problema de diseño en la tubería o desagüe del tanque que provoca una pérdida de carga tal que tiende a chupar por la descarga.

La comprobación mas fácil es poner provisoriamente un tapón en el caño de descarga, total con esa disposición el aire saldría por el tanque.

[Nicolas84]

Richard R Richard: En el caño horizontal que sale del depósito, ¿el agua no empujaría las burbujas hacia el codo? Es decir, si damos vuelta la "T" hacia arriba, y la usamos de ruptor de vacío, quedaría muy cerca del depósito de agua, y las burbujas igualmente podrían ir hacia el codo. Por eso pensaba que reemplazar el codo por una "T" y poner el ruptor de vacío ahí, pordía ser mas útil.
Respecto a si el depósito tiene una válvula de retención a la salida, creo que no. ¿Sería algo que estaría visible en la primer foto?

Abdulai: Mencionás varias veces la "descarga" y no estoy seguro a qué te refieres. El único caño de descarga es el que tiene la canilla y se usa de ruptor de vacío. Tiene una llave de corte. ¿Sugieres cerrar esa llave de corte para comprobar una falla de diseño de las cañerías? ¿o eso solucionaría el problema, y el aire siempre saldría por el tanque?