13. Sistemas de extinción:
Los elementos destinados a la extinción se pueden clasificar en:
Extintores portátiles: son los llamados matafuegos que permiten su accionamiento o transporte manual. Su aplicación está destinada al inicio del foco de incendio de acuerdo al tipo de fuego. Se fabrican de anhídrido carbónico, halón 1211 ó 1301, espuma, polvo químico, agua, etc. Deben ubicarse en lugares fácilmente accesibles, debiendo capacitar al personal en su utilización. Debe garantizarse un mantenimiento periódico para asegurar contar con la carga apropiada.
Extintores fijos: se encuentran instalados en forma permanente en el edificio y pueden funcionar mediante detectores automáticos. Se pueden mencionar las instalaciones:
Sistemas de inundación completa: que actúan mediante la dilución de la concentración de oxígeno en los locales mediante la descarga del anhídrido carbónico o inhibidores de la reacción química como el halon 1211 o halon 1301.
Sistemas de rociadores a base de niebla de agua: utilizando rociadores adecuadamente distribuidos, con cañerías de agua a presión, de acuerdo a su aplicación.
Sistemas de proyección de agua: mediante tanques de incendio, con redes de cañerías, bocas o hidrantes y mangueras con lanza y boquilla.
Sistemas a base de espuma: mediante la formación de burbujas con una red de cañerías que transporta agua y un agente emulsificador que origina la espuma.
Otros extintores: Se puede mencionar la arena que no es un buen agente extintor pero se la emplea para la propagación de fuegos incipientes. Las frazadas de amianto que es un material incombustible y no conductor de la energía eléctrica, que se utiliza para apagar el fuego por ahogamiento. Se emplean también guantes de amianto para prevenir quemaduras. Para determinar los sistemas de protección a aplicar debe analizarse cómo se produce el proceso de combustión.
Se denomina combustión a la combinación química de un cuerpo con oxígeno, cuando se produce con desprendimiento de calor, manifestándose en forma de llama o fuego. Para que se produzca la combustión es necesario que existan tres elementos fundamentales que son:
Combustible: que es el elemento que se quema.
Comburente u oxígeno: que interviene en el proceso.
Temperatura de ignición: que debe ser lo suficientemente elevada como para producir el encendido.
Para que la combustión se mantenga o propague es necesario que se produzca una reacción continua en cadena en el frente de llama. La técnica de la extinción de los incendios consisten en eliminar por lo menos uno de estos factores incidentes. El combustible es imposible de eliminar, por lo tanto la técnica consiste en atacar cualquiera de los otros dos, ya sea por ejemplo enfriando el material que arde por debajo de la temperatura de ignición o reduciendo el comburente oxígeno del ambiente que rodea el fuego, o actuando sobre los dos simultáneamente. Los sistemas de extinción a emplear, su tamaño y potencia extintora, debe estar basado en el tipo de fuego que se debe atacar.
Tipos de fuego:
Se pueden clasificar en cuatro tipos de acuerdo a las características de los materiales que arden:
- Fuego de clase A: se produce en materiales sólidos comunes, como maderas, textiles, papeles, cartones, gomas, plásticos, etc. Se combate mediante enfriamiento con agua o con soluciones que la contengan en gran proporción. Se utilizan instalaciones de agua central, hidroextintores o matafuegos por agua, que consisten en recipientes con agua presurizada con un gas y una válvula de descarga. Los sistemas de distribución de agua están constituidos por bocas ubicadas en distintos sectores del edificio. A esta boca se conectan mangueras que distribuyen el agua. También se utilizan rociadores y sistemas de nieblas de agua.
- Fuego de clase B: se produce sobre la superficie de líquidos inflamables, tales como nafta, aceite, grasas, pinturas, ceras, solventes, etc. Se extinguen por sofocación, restringiendo la presencia del comburente. Se utilizan espumas, empleando extintores o matafuegos o sistemas centrales. Consiste en la formación de pequeñas burbujas formadas por agua y un agente emulsificador, que actúan sobre el fuego impidiendo la llegada de oxígeno a la reacción química de la combustión.
- Fuego de clase C: son fuegos de materiales eléctricos, o instalaciones o equipos sometidos a la acción de la corriente eléctrica bajo tensión. No pueden usarse extintores conductores de electricidad. Se utilizan gases inertes como el anhídrido carbónico, que actúan por desplazamiento del oxígeno del aire. Otro gas empleado es el halon 1211 ó 1301 que son compuestos halogenados que actúan como inhibidor de la reacción química de la combustión. También pueden usarse extintores de polvo químico seco, que arroja una combinación pulverizada de polvos de base sódica o potásica que ahogan la parte recubierta, ya que en su descomposición debida al calor originan anhídrido carbónico. Para este tipo de fuego no debe emplearse espumas ni agua a chorro. Si no existe tensión, el fuego queda clasificado como del tipo A ó B.
- Fuego de clase D: son fuegos sobre metales combustibles como el magnesio, circonio, titanio, litio, sodio, etc. Para extinguir este tipo se emplean polvos especiales para cada uno de ellos, no pudiéndose utilizar ninguno de los agentes convencionales. Como técnica de extinción puede cubrirse o asfixiarse con arenas o escorias.
Para establecer las condiciones de extinción de incendios en los edificios, se establece el grado de riesgo de incendio en el edificio, determinado por el tipo de combustible que se utiliza, definidos por la Ley de Seguridad e Higiene en el Trabajo.
Riesgos de incendio:
- Riesgo 1:
Explosivos: materias químicas, inestable, susceptibles de producir reacciones exotérmicas, con generación de grandes cantidades de energía al ser alterado su equilibrio químico por cualquier manifestación energética externa como la pólvora.
- Riesgo 2:
Inflamables de 1° categoría: materias que pueden emitir vapores que mezclados con el aire originan mezclas combustibles, su punto de inflamación es < ó = 40°C (alcohol, éter, nafta, benzol, acetona).
Inflamables de 2° categoría: materias que pueden emitir vapores que mezclados con el aire originan mezclas combustibles, su punto de inflamación está entre los 40° y 120°C (kerosene, aguarrás, ácido acético).
- Riesgo 3:
Muy combustibles: materias que expuestas al aire pueden ser encendidas y continúan ardiendo una vez retirada la fuente de ignición, sin necesidad de aumentar el flujo de aire. (hidrocarburos pesados, madera, papel, carbón, tejidos de algodón).
- Riesgo 4:
Combustibles: materias que pueden mantener la combustión aún al ser suprimida la fuente de calor, por lo general necesitan una proporción de aire superior a lo normal. Se aplica a las materias que pueden arder en hornos apropiados a alta temperatura y a la vez están integradas por hasta un 30% de su volumen por materias muy combustibles (determinados plásticos, cueros, lanas, madera y tejido de algodón con retardadores, productos complejos, etc).
- Riesgo 5:
Poco combustibles: materias que se encienden al ser sometidas a altas temperaturas, pero cuya combustión cesa al ser apartada la fuente de ignición (celulosas artificiales).
- Riesgo 6
Incombustibles: materias que al ser sometidas al calor o llama directa, pueden sufrir cambios en su estado físico, acompañados o no por reacciones químicas endotérmicas sin formaciones de materia combustible (hierro, plomo, etc).
- Riesgo 7:
Refractarias: materias que al ser sometidas a alta temperatura hasta 1500°C aún durante períodos muy prolongados no alteran ninguna de sus características físicas o químicas (amianto, ladrillos cerámicos, productos de fumisteria, etc).
Las condiciones de extinción constituyen el conjunto de exigencias destinadas a suministrar los medios que faciliten la extinción de un incendio en sus distintas etapas.
Para determinar las condiciones de extinción a aplicar deben considerarse las distintas actividades predominantes y la probabilidad de gestación y desarrollo de fuego en los edificios, sectores o ambientes de los mismos de acuerdo a tablas establecidas por las Normas del Código Municipal de la Ciudad de Buenos Aires.
15. Instalaciones de servicios de agua contra incendios:
En todos los inmuebles donde las Ordenanzas Municipales debe instalarse servicios de agua contra incendio. En el Código de Edificación se establecen los requisitos dependiendo de su importancia, superficie y grado de riesgo.
Cuando se exigen condiciones específicas de extinción se debe proyectar un servicio de agua contra incendio constituido por bocas de incendio en cada piso a las que se adhieren la lanza y la manguera.
El suministro de agua contra incendio puede hacerse en forma directa o por medio de un tanque de almacenamiento de reserva cuando la presión no es suficiente.
La alimentación directa tiene la ventaja de disponer del agua de la red por un tiempo ilimitado, pero tiene el inconveniente de que la presión en la red de distribución en el momento de la emergencia puede ser pequeña.
El tanque de reserva suministra el agua a la presión adecuada, pero limitado por la capacidad de agua almacenada.
Cuando se dispone de servicio de incendio por medio de tanque de reserva, puede derivarse de la cañería de alimentación al tanque de incendio, el ramal para surtir el agua al tanque del servicio domiciliario. También se puede alimentar directamente al tanque domiciliario y desde este alimentar al tanque de incendio. En este caso, el fondo del tanque domiciliario debe estar más elevado que la tapa o ventilación del tanque contra incendio.
Otro sistema consiste en utilizar un tanque mixto (un tanque para ambos servicios). En tal caso, la capacidad del tanque debe ser suficiente como para almacenar el volumen de agua de reserva para el incendio y el requerido para los servicios sanitarios.
La cañería de bajada parte del fondo del tanque y debe subir por un costado hasta un nivel tal que permita almacenar el volumen previsto para incendio. De esta menera, cuando sale el agua por dicha cañería y el nivel en el tanque llegue al del sifón, entra aire y evita que salga más agua manteniéndose la reserva prevista para incendio.
Las cañerías de bajada de alimentación de incendio pueden ser de hierro galvanizado, latón o bronce.
La forma de alimentación del servicio de incendio, es mediante llave de paso y la utilización de un medidor.
16. Instalaciones industriales y especiales:
Requisitos para Establecimientos Industriales y Especiales:
Los Establecimientos Industriales y Especiales que utilizan agua en sus procesos, que deben eliminar líquidos residuales industriales o cloacales, deben cumplir con los requisitos que establece Aguas Argentinas.
Los Establecimientos Especiales son las escuelas, hospitales, cuarteles, etc.
Suministro de agua:
Aguas Argentinas sólo suministra agua a establecimientos industriales mediante tanque de bombeo de acuerdo a la capacidad de la red.
Cuando no la suministra se puede extraer de pozos o de aguas subterráneas.
Líquidos residuales:
Los líquidos residuales pueden concurrir a conductos cloacales o pluviales, a curso de agua, o a terrenos por arriba de la napa freática. Cuando se la otorga usos que no alteran su calidad, el desagüe se envía a conducto pluvial. Pueden concurrir a conducto cloacal los efluentes sometidos a tratamientos depurativos que no contengan materia volátiles o inflamables. Se admite el desagüe a terrenos por arriba de la napa freática de efluentes de ciertas características físico-químicas siempre que puedan ser absorbidos fácilmente.
Los líquidos se clasifican en cuatro grandes grupos:
- Pesados: de densidad mayor que el agua, decantan fácilmente obstaculizando el escurrimiento en las cañerías de evacuación. Se utilizan para su eliminación decantadores.
- Livianos: de menor densidad que el agua, constituyen impurezas flotantes que originan obstrucciones o emanaciones nocivas. Se aplican interceptores.
- Agresivos: constituidos por ácido puros o en solución que atacan y corroen los materiales de canalizaciones y las instalaciones. Se emplean para eliminarelementos denominados neutralizadores.
- Calientes: como los efluentes a altas temperaturas pueden deteriorar las canalizaciones se utilizan pozos de enfriamiento.
Desde el punto de vista de la forma de tratamiento de los líquidos residuales industriales, los efluentes pueden clasificarse en:
- Mecánicos y físicos
- Químicos
- Biológicos naturales
Los procesos mecánicos, físicos y químicos se realizan generalmente para el tratamiento de desagües industriales en la misma planta.
El tratamiento biológico natural consiste en una depuración posterior que se emplean en efluentes de gran importancia o para una localidad.
18. Métodos mecánicos y físicos:
Los tratamientos más usuales son:
Tamizado: consiste en retener sólidos, gruesos, medianos o pequeños.
Interceptores de trapos, gasas, hilos, estopa, algodones, etc
Sedimentadores o decantadores: Remoción de sólidos de naturaleza floculante.
Desarenadores: instalaciones destinadas a separar la arena del desagüe.
Interceptores – decantadores: aparatos que conjugan los interceptores con la acción posterior de sedimentación en los decantadores.
Interceptores de grasa y aceite: separan grasas y oleaginosos que contengan el desagüe, por simple diferencia de densidades.
Dispositivos enfriadores: reducen la temperatura de un líquido y adecuan los efluentes calientes, por medio de rociadores mecánicos, torres de enfriamiento, etc.
- Métodos químicos:
En caso de substancias tóxicas y bacterias de los efluentes, se emplea elementos químicos que la eliminan por precipitación, transformación en otros compuestos tolerables, reducción por intercambio iónico o cualquier otro método adecuado.
Se utilizan para ello:
Neutralizadores: instalaciones consignadas que neutralizan los efluentes según sean ácidos o alcalinos mediante agregados de substancias químicas.
Cámaras de desinfección o depuración: se utiliza cloro-gaseoso que contiene poder germicida a fin de disminuir el contenido de materia orgánica y destruir las bacterias por el peligro de enfermedades.
- Métodos biológicos naturales:
Demanda bioquímica de oxígeno: cantidad de oxígeno en mg/litro que consumen las materias aeróbicas para oxidar la materia orgánica, valor que depende del tiempo y la temperatura del líquido a depurar.
Cuando existen en los líquidos oxígeno disuelto, actúan bacterias del tipo aeróbicos que respiran el oxígeno disuelto depurando la materia orgánica (como en lagos y ríos).
Cuando el oxígeno se consume comienzan a actuar las bacterias anaeróbicas, libera por acción química el oxígeno contenido en la substancia, como los carbonatos, nitratos y sulfatos, transformando por efecto bioquímico la materia orgánica en mineral.
Se busca reducir la la acción de las bacterias anaeróbicas dado que los efectos de putrefacción de la substancia es una fuente de cultivo de los microbios patógenos que provocan enfermedades.
El proceso final del tratamiento de las aguas servidas, con objeto de su depuración, se efectúa en plantas cuyas características son variables.
La operación de eliminación de las impurezas se dificulta por encontrarse parte de ellas en solución y otras en suspensión, en forma de sólidos que pueden ser sedimentables.
El tratamiento de las aguas servidas debe estar equilibrado con la pureza de las aguas receptoras para que el proceso sea económico y razonable.
El tratamiento de los efluentes es complejo, clasificándose en:
- Tratamiento primario: consiste en la eliminación directa mediante desarenadores o filtros de los sólidos en suspensión, y es complementado con tanques sedimentadores digestores, cuyos diseños son muy variados el más común, el denominado tanque Imhoff que consta de dos cámaras:
Cámara sedimentadora: por la cual pasan las aguas servidas a poca velocidad permitiendo el asentamiento o sedimentación de la materia en suspensión. El fondo está compuesto por dos losas inclinadas que dejan un espacio en la parte inferior para que los sólidos asentados pasen a la cámara inferior aislando los malos olores provenientes de la digestión anaeróbica que se realiza en dicha cámara.
Cámara digestora: que es el recinto inferior en el cual se desarrolla la descomposición anaeróbica de la materia sedimentada. El piso forma una tolva que donde se acumulan y extraen los barros ya digeridos y se los deposita en playas de secado para su acondicionamiento o eliminación.
Debe completarse con el tratamiento secundario de oxidación del efluente:
- Tratamiento secundario: las aguas provenientes del proceso primario requieren una depuración posterior mediante métodos de aireación.
Se emplean los siguientes métodos:
Sistema de barros activados: el desagüe proveniente de la cámara sedimentadora-digestora se introducen en tanques de aireación, donde se produce la sedimentación de los barros junto a un proceso de aireación intensa. Los barros que sedimentan se denominan barros activados debido al proceso de aireación de las aguas residuales, conteniendo las bacterias aeróbicas. Los barros se extraen por eyección recirculandose en parte en el tanque de aleación y la camara de digestión primaria a fin de activar la depuración. Los líquidos biodegradados en el tratamiento secundario se desinfectan en un recinto con cloro evacuándose al desagote.
Sistema de filtros de drenaje: El tratamiento primario es igual al anterior, pero en el secundario los líquidos se esparcen sobre una superficie de filtros de mantos de piedra en la que se forma barro gelatinoso. Las bacterias se desarrollan en ella y efectúan un proceso intenso de descomposición bioquímica de las substancias, que componen el barro.
Sistema de laguna de estabilización: consiste en que el proceso de biodegradación acróbica se realiza en forma natural. El funcionamiento de las lagunas reside en la acción de algas y bacterias. El sol activa las propiedades de fotosíntesis de las algas para consumir los desechos orgánicos fermentados como el bióxido de carbono, produciendo más células de algas y liberando oxígeno que activan la acción de las bacterias acróbicas.
20. Seleccion de tuberias, valvulas y accesorios
Tuberias
El diámetro externo de cualquier tamaño nominal es el mismo para cualquier peso dentro de un mismo tamaño. El diámetro interno para un mismo tamaño nominal varía junto con su espesor.
Tubos
Son todos los otros productos tubulares no fabricados en tamaños standard. Los tamaños son designados por el diámetro externo y cada tamaño es ofrecido en una variedad de diámetros internos.
Las tuberías de gran diámetro, 24 a 36", están fabricadas formando un anillo circular a partir de una placa de acero soldada por arco sumergido. Las tuberías de diámetro menor a 36" se fabrican a partir de una enrollada en espiral también soldada igual.
Las principales variables en la selección de tuberías son: la temperatura, la presión, la corrosión y el costo. La corrosión es un problema complejo, ya que varía con la temperatura y el grado de turbulencia. La capacidad de una tubería para resistir condiciones de presión y temperatura varían con el material y es marcada a altas temperaturas y está directamente relacionada con la fatiga admisible (coeficiente de trabajo). Una verdadera medida de la economía relativa de un material es su fatiga admisible a cada temperatura dividida por el costo relativo. Este índice indica la cantidad de fatiga admisible que se puede adquirir por unidad monetaria. Otros factores, como la resistencia a la corrosión y la disponibilidad determinan la adquisición de un material. La tubería se selecciona entre las que tengan el mayor coeficiente de fatiga admisible por unidad monetaria. Estas tabulaciones deben ser actualizadas periódicamente de acuerdo a las últimas variaciones de precios.
Fabricación de tuberías y tubos con soldadura por resistencia: Usado para diámetros inferiores a 4". El fleje de las dimensiones necesarias es conformado mediante seis o nueve pares de rodillos conformadores. La soldadura se produce al calentarse por resistencia los bordes que se mantienen a presión.
Procedimiento de extrusión para tuberías y tubos sin unión: Usado para tuberías de pared gruesa y aleaciones difíciles de perforar.
Procedimiento de estirado en frío: Usado para la fabricación de tuberías y tubos de diámetro inferior a 15/16" y pequeños espesores de pared, y también para tubos que requieren pequeñas tolerancias y un gran acabado superficial.
Accesorios pequeños para tubos (1/8 a 2"):
Accesorio abocardado: el final del tubo es abocardado con una herramienta. La tuerca fuerza el tubo abocardado a entrar dentro del cuerpo. Este tipo de accesorio se usa con materiales blandos tales como tubos de latón y cobre.
Accesorio sin abocardamiento: el manguito o herrajes de mordaza sujeta el tubo evitando el escape sin distorsión del diámetro interno del tubo. Es preferible para tubos de pared gruesa y aleaciones tales como el acero inoxidable y también se usa con tubos de plástico.
Selección de juntas:
Precisa cuidadosa consideración de la temperatura de servicio y naturaleza del fluido contenido. Hasta 850°F se pueden usar juntas encamisadas, por encima de estas temperaturas se deben usar juntas metálicas preferentemente de anillo si se trata de altas temperaturas.
Otros factores a tener en cuenta para la selección de juntas son: el factor "M" y las fatigas de asiento en la junta "Y". Para juntas pequeñas a baja presión el valor "Y" será preferencial, pero para bridas grandes y altas temperaturas el factor "M" es mandatorio.
- Plana: de papel tejido y goma. Hasta 250°F. Estriada.
- No metálica: de amianto tejido. Buena para tuberías revestidas de vidrio o con caras muy rugosas. Hasta 300 o 400".
- Metálica: muy diversos metales. Satisfactoria para la máxima temperatura que pueda soportarla brida o la junta. Estriada.
- Estriada: metálica con surcos marcados en ambas caras. Requiere menor carga de compresión que la plana y se obtiene mayor eficiencia que con las planas en muchos casos. Reemplaza a las planas en muchos usos. Muy fina.
- Laminada: amianto con encamisado metálico. Muy fina.
- Espiral arrollada: capas de metal preformado y amianto arrolladas en espiral. Fina. Tanto estas juntas como las laminadas se usan hasta 850°F. Requieren menor carga de compresión que las sólidas y por lo tanto es más eficiente para altas temperaturas y presiones.
- Ondulada: envuelta de metal ondulado relleno de amianto. Para uso hasta 850°F y alta presión. Buena para servicio severo tal como petróleo bruto caliente y productos químicos.. Muy fina.
- Amianto insertado: metal ondulado, con las ondulaciones rellenas de amianto. Para usos hasta 850°F pero no más de 600 psi. No apto para petróleo caliente. Fina.
- Anillo octogonal y oval: anillos metálicos fabricados de hierro dulce, acero bajo al carbono, acero inoxidable, monel, ínconel, y cobre. Es la más eficiente y cara. La presión interna expande el anillo y crea un autocierre. Es preferida para servicios severos, siendo la octogonal la más frecuente. Muy fina.
- Roscada: brida directamente roscada a la tubería, no necesitando soldadura. Para alta presión y temperatura moderada.
- Deslizante, Postiza (Slip-on): costo inicial menor que el de una de cuello. La resistencia bajo presión interior y las condiciones de fatiga es menor que para una de cuello. Para su instalación se desliza la brida en la tubería y se hacen dos soldaduras, una interior y otra exterior. Para servicio moderado y particularmente cuando un montaje fácil es una consideración de primer orden.
- De cuello: la brida termina en un cubo cónico que coincide con la tubería. La disminución progresiva hace que se produzca una buena distribución de fatigas siendo la brida que mejor se adapta a este tipo de esfuerzos. Condiciones de servicio severas, alta presión y temperatura o criogénico.
- De reborde o loca: la vida en condiciones de fatiga es 1/10 de las de cuello. Sólo la tubería está en contacto con el fluido. Servicio requiriendo frecuente inspección y desmontaje. Para grandes diámetros, en los que la posibilidad de girar la brida es importante. Se debe evitar para condiciones que implique fatigas de flexión, etc. Se pueden utilizar bridas de acero al carbono en la tubería aleada para servicio corrosivo.
- De casquillo encastre: la tubería ajusta en un rebaje en el interior de la brida. La unión interior entre la tubería y la brida puede estar sujeta a gran corrosión, bajo ciertas condiciones, aunque se puede realizar una soldadura interna de sellaje. El costo inicial es 10% menos que las postizas y con la soldadura interna tiene un 50% más de resistencia a la fatiga, con la misma resistencia estática. Es buena para pequeñas conexiones donde se prefiere a las roscadas por motivos de estanqueidad.
- Realzada: es de mayor uso. Ambas bridas son idénticas, teniendo un realce de 1/16" para 150-300 Ib y ¼" para las demás. La junta es de anchura inferior al realce. Preferido para condiciones de servicio moderadas.
- Anillo: más cara pero más eficiente. Difícil de dañar durante el montaje. Preferible para servicio de alta presión y temperatura.
- Macho y hembra: para pequeñas y grandes bridas. Se pueden utilizar juntas metálicas a causa de la gran compresión a que se puede someter la junta. Problema de almacén al tener que almacenarse por parejas. Usada para servicios especiales que requieran un junta retenida. No son frecuentes.
- Borde y ranura: para pequeñas y grandes bridas. El fluido no entra en contacto con la junta. Para diseños pequeños de la mayor eficiencia de junta posible con juntas planas. Usada para servicios que requieren una junta retenida que no entre en contacto con el fluido. No son frecuentes.
- Plana: igual a las realzadas excepto que carecen de realce, a menudo hechas de una realzada que se le ha quedado el resalte mediante un mecanizado. Emparejan con válvulas y accesorios de hierro fundido de 125 a 250 Ib.
24. Comparación de los tipos básicos de válvulas:
- Compuerta: las compuertas de disco, actuadas por un husillo, se mueven perpendicularmente al flujo. El disco asienta en dos caras para cerrar. Se usa cuando se requiere frecuente cierre y apertura. No es práctica para estrangulamiento de la vena fluida porque causa erosión en los asientos de la válvula y vibraciones. La bolsa en el fondo de la válvula puede llenarse de depósitos impidiendo el cierre.
- Globo: el disco situado en el extremo del husillo asienta sobre una abertura circular. El flujo cambia de dirección cuando pasa por la válvula. Buena para producir estrangulamiento debido debido a la resistencia que presenta al flujo. Produce menor pérdida de carga y turbulencia, es más indicada para servicio corrosivo y erosivo. No es recomendada para servicios de frecuente cierre y apertura. El costo y la eficiencia en el estrangulamiento para válvulas mayores a 6" es desfavorable.
- Ángulo 90°: similar a las globo, excepto que la entrada y salida forman 90°. Usdas para servicio no crítico, en lugar de recta y codo. Produce falsa economía en usos industriales. Las fatigas y deformaciones en los sistemas de tuberías que aparezcan en los codos no deben situarse en las válvulas.
- Macho: el macho cónico con agujero de la misma forma que el interior de la válvula, abre y cierra con un mínimo esfuerzo en un cuarto de vuelta del macho. Se fabrican de tres tipos: corto, normal y venturi. El tipo corto son preferidas para la mayoría de los servicios. Las normales y venturi producen menor pérdida de carga. Tiene mayor seguridad de cierra que las de compuerta. Pueden usarse para estrangulamiento aunque dan peor servicio que las de globo. Se usa para servicios donde se requiera una pérdida de carga mínima. Los asientos protegidos no son afectados por la corrosión y erosión.
- Lubrificada: el tornillo en el tope de la válvula introduce el lubrificante en las ranuras del macho y en la cámara del fondo en donde al llegar el lubricante mueve al macho afuera de su asiento. La válvula abre y cierra con ¼ de vuelta. Se usa para lo mismo de las válvulas anteriormente descriptas y para servicios críticos que requieran conservación bajo presión. El lubrificante puede causar contaminación en productos de alta pureza. La lubrificación requiere mantenimiento.
- No lubrificada: un mecanismo de leva y cremallera levanta el macho, que gira sin fricción con el asiento. La válvula abre y cierra con ¾ de vuelta. Se usa para lo mismo de las válvulas anteriormente descriptas y cuando la lubrificación constituye una desventaja o cuando la temperatura excede la de utilización lubrificante para servicios corrosivos que requieran aleaciones especiales. No se puede reparar bajo presión. No provee un cierre tan positivo como la lubrificada.
- Retentora: Se utiliza para prevenir el contraflujo o el retorno del fluido.
- Retentora, oscilante o de bisagra: el flujo mantiene abierto el cierre a bisagra y el flujo en sentido opuesta la cierra. La del tipo basculante con el pivote en el centro evita el golpe al cerrar. Se utilizan contrapesos externos, en los tipos standard, para proveer una mayor sensibilidad para los cambios de sentido en el flujo. Se usa cuando sea necesario minimizar la pérdida de carga. Es mejor para líquidos y para grandes tamaños. No aplicable para líneas sujetas a flujo pulsante. Algunos tipos sólo operan en posición horizontal.
- De pistón: la circulación del fluido, en el interior, es igual que en las de globo. El flujo levanta el pistón permitiendo el paso; el contraflujo y el peso hacen que se cierre. Es especialmente indicada para vapores, agua. Apropiada para flujo pulsante. Muchos de los tipos son para posición horizontal. No es común para tamaños mayores de 6". No recomendable para servicios que produzcan depósitos sólidos.
- De bola: opera como la anterior, con el pistón sustituido por una bola guiada. Detiene el contraflujo más rápidamente que los otros tipos. Es buena para operar con fluidos viscosos, cuyos depósitos perjudicarían la operación de los otros tipos. Opera en posición horizontal o vertical. No es común para tamaños mayores de 6". No está indicada para operar con flujo pulsante.
- Aguja: similar a las de globo, con el disco sustituido por un disco cónico muy puntiagudo. Son válvulas robustas. Las válvulas menores a 2" son utilizadas en plantas piloto, equipo a pequeña escala y servicio de instrumentación. Es buena para el control manual de flujo. El cierre fuerte no es siempre posible o deseable. En algunos diseños se daña el asiento al ser cerrada fuertemente.
- Control automático: similar a las de globo pero de alta presión para un control más exacto. El aire actúa sobre un diafragma, que mueve el vástago, abriendo y cerrando el orificio de la válvula. La presión del aire es controlada por un instrumento de medida. El cierre de la válvula efectuado por un tapón de perfil parabólico, o por una aberturas en forma de V, que dan las características deseadas de estrangulamiento. Las válvulas de doble apertura dan mayor margen de control y requieren menor fuerza para mover el vástago. Se usa para el control automático de flujo y presión. El costo primario es muy elevado, pero se amortizan muy rápidamente por el ahorro personal de operación, y mejoramiento en el control del proceso. No se deben utilizar para producción en muy pequeña escala o ensayos.
- Control manual: son de un solo orificio de control y un micrómetro con 1/100 de vuelta para facilitar el control. Se utilizan en plantas piloto u otras aplicaciones que no justifiquen la instalación de controles automáticos.
- Diafragma: el diafragma sirve de junta del bonete, evitando la entrada en contacto del fluido con el interior del bonete. El elemento de asiento puede ser un disco separado, un diafragma o un diafragma sólido, puede servir como elemento de cierre. Se usa para servicio corrosivo volátil o tóxico, en el cual no se puede permitir ningún escape. Todas las válvulas de plástico son fabricadas según este diseño. La selección de diafragmas está limitada a cauchos o materiales plásticos que no pueden soportar más de 400°F u operar eficientemente por debajo de la temperatura ambiente.
- Seguridad: la válvula abre automáticamente cuando la fuerza sobre el asiento excede la fuerza del muelle, y se cierra cuando el exceso de presión ha sido aliviado. Se usa para proteger equipos y recipientes de presiones excesivas. Requiere inspección periódica para asegurar la operabilidad. No es indicada para fluidos altamente corrosivos.
- Disco de ruptura: una fina membrana se rompe a una cierta sobrepresión predeterminada. Se usa para proteger equipo y recipientes de presiones excesivas, cuando el mantenimiento es difícil, y cuando las sobrepresiones aparecen con poca frecuencia. El diafragma debe ser reemplazado después de cada rotura.
- Válvulas de control tradicionales:
La válvula de control comúnmente utilizada en procesos industriales ha sido la globo operada por actuadores a diafragma y resorte.
Estas ofrecen buenas características de caudal y pueden proveer buen control con altos diferenciales de presión pero tienen algunos inconvenientes cuando la alta performance de control modulante se requiere. Esto incluye respuesta lenta a cambios en la señal de control, actuadores de gran tamaño, vástagos con deficiente sellado, capacidad limitada de caudal, excesivo peso, baja capacidad de cierre, imposibilidad de procesar fluidos fibrosos o con sólidos en suspensión, alto costo inicial, dificultad para mantenimiento, y pobre interconexión con sistemas computarizados.
- Ventajas de la válvula esférica:
Mayor caudal: las válvulas esféricas por su pasaje circular tienen un mayor caudal que la válvulas tradicionales tipo globo.
Menor tamaño: a raíz de su mayor caudal pueden ser provistas en tamaños menores ahorrando espacio y dinero.
Igual porcentaje: las válvulas esféricas por la naturaleza del orificio de cierre tienen la característica de flujo de igual porcentaje, la más usual en válvulas de control.
Acción rotativa: la acción rotativa del vástago reduce el desgaste de la empaquetadura evitando pérdidas y entrada de suciedad que se produce en las válvulas de vástago ascendente.
Doble cierre: el flujo en la válvula esférica tiene obstrucciones creando dos etapas de caída de presión, reduciendo el desgaste, ruido y cavitación.
Cierre hermético: las válvulas esféricas de control pueden ser utilizadas para un cierre hermético, no siendo así en muchas válvulas globo o mariposa.
Categoría: Física o Ingeniería
Cañerias de provisión de agua. Definiciones. Normas de Aguas Argentinas.Calculos.Instalaciones de Incendio. Tratamientos. Tuberias, valvulas y accesorios.
Autor:
Rodrigo Sabella
Jefe de Sistemas Teledeportes S.A Grupo Clarín 4305-0013 int 1447
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