Antecedentes
El distrito de Kabala, en Uganda, obtiene su suministro de agua del lago Bunyonyi, con una capacidad de producción media de 1900 m3 al día.
Desafío
Niveles bajos de agua, altos costos energéticos
La Corporación Nacional de Agua y Alcantarillado se enfrentaba a una serie de retos. El primero era que la principal fuente de energía, la electricidad, costaba miles de dólares al mes, lo que suponía un gasto considerable. Esto se debía en gran medida a los bajos niveles de agua del embalse de Makanga, con un promedio de 0.5 m al día, muy por debajo del 1.0 necesario para abastecer a la mayoría de las zonas solo por gravedad. Incluso con 1.2 m, se necesitaban bombas. Además, dada la frecuencia de los cortes de electricidad locales, se producían bolsas de aire a lo largo de las tuberías principales de transmisión, lo que provocaba que el agua tratada volviera al embalse de tratamiento de Kiyoora.
Se creó un Comité de reducción de energía de la zona, al que se le encomendó instalar válvulas de aire en las tuberías principales de transmisión. Se encargó al equipo técnico del Comité que volviera a inspeccionar la tubería desde la toma, en el lago Bunyonyi, hasta el embalse principal en Makanga, localizara todas las válvulas enterradas, comprobara su estado y tomara las medidas oportunas para sustituir las antiguas válvulas de aire por nuevas válvulas de aire A.R.I. de Aquestia.
Solución
Dimensionamiento y ubicación avanzados de las válvulas de aire
Durante el nuevo estudio, se descubrieron tres desplazamientos y cuatro válvulas de aire que habían quedado enterradas y que resultaron defectuosas, además de cuatro válvulas visibles defectuosas. Al principio, se decidió sustituir un total de 21 válvulas de aire. Sin embargo, una vez analizados los datos sin procesar con el software ARIavCAD, se consideró necesario sustituir solo las 11 válvulas defectuosas por nuevas válvulas A.R.I. D-040 y D-070.
La válvula de aire combinada A.R.I. D-040 consta de una válvula de liberación de aire y de una válvula de aire y vacío. La válvula de liberación de aire libera automáticamente pequeñas bolsas de aire a la atmósfera a medida que se acumulan a lo largo de una tubería o sistema de tuberías cuando está llena y funciona bajo presión; el componente de aire y vacío descarga o admite automáticamente grandes volúmenes de aire durante el llenado o vaciado de una tubería o sistema de tuberías, y se abre para aliviar las presiones negativas en todo caso de separación de la columna de agua.
La exclusiva válvula de aire combinada dinámica A.R.I. D-070 funciona sin flotador, aunque utiliza el principio de diafragma rodante. Gracias a esta estructura única, la válvula de aire dinámica puede descargar el aire del sistema de agua de forma controlada y gradual, y así evitar golpes de ariete y sobrepresiones locales. Al producirse un vacío, o sea una descarga, la válvula reacciona rápidamente para admitir grandes volúmenes de aire en el sistema de agua, para impedir descargas y, en consecuencia, todas las sobrepresiones en la línea. El componente de aire y vacío de la válvula de aire dinámica evita la infiltración de residuos e insectos en el sistema de agua, al permanecer cerrado cuando la línea no está en funcionamiento.
Válvulas de aire combinadas dinámicas A.R.I. D-040 y A.R.I. D-070
Resultados
Mayor eficiencia de las tuberías, menores pérdidas de energía, mayor caudal
Las nuevas válvulas de aire A.R.I. demostraron ser una solución eficaz para descargar el aire de las tuberías principales de transmisión, lo que aumenta la eficiencia de las tuberías al reducir las pérdidas de energía y aumentar el caudal en un 11 %. Además, los niveles de agua en el embalse principal de Makanga ahora son estables y se mantienen en un promedio de 1.7 m, en comparación con el promedio de 0.7 m antes de instalar las válvulas (véase la tabla siguiente).
Antes y después de la instalación de las nuevas válvulas de aire