Válvula de pie para pozo

Una válvula de pie para pozo es un componente clave en cualquier sistema de bombeo de pozo porque ayuda a prevenir daños a la bomba y la mantiene cebada. Una bomba sin cebar puede sobrecalentarse y romperse rápidamente. Instalada en la entrada de la línea de succión, la válvula de pie impide que el agua regrese al pozo, manteniendo así la bomba cebada. Este artículo analiza el principio de funcionamiento, la forma constructiva y la instalación de las válvulas de pie para pozos

Tabla de contenidos

• Principio de funcionamiento de la válvula de pie para pozo
• Forma constructiva de la válvula de pie para pozo
• Sistemas de flujo de la válvula de pie para pozo
• Materiales
• Instalación de la válvula de pie para pozo
• Problemas de la válvula de pie para pozo
• Mantenimiento de la válvula de pie para pozo
• Aplicaciones de la válvula de pie para pozo
• Ventajas de la válvula de pie para pozo
• Preguntas frecuentes

Principio de funcionamiento de la válvula de pie para pozo

Una válvula de pie funciona de manera similar a una válvula antirretorno: permite que el medio fluya en una sola dirección al cerrarse si se produce un reflujo. Cuando la bomba del pozo se enciende, el agua en la línea de succión se mueve hacia la bomba, creando un vacío en la salida de la válvula de pie. El vacío crea una succión, extrayendo agua del pozo, a través de la válvula y hacia la bomba. Cuando la bomba se apaga, el agua en la línea de succión invierte su dirección y comienza a caer de nuevo hacia la válvula de pie. La presión del reflujo cierra la válvula de pie e impide que la columna de agua vuelva a entrar en el pozo.

Una característica clave de la válvula de pie para pozo es el filtro instalado en su puerto de entrada. Este filtro evita que los residuos grandes entren en la válvula y la mantengan abierta o la dañen.

La Figura 2 ilustra un sistema generalizado de bomba de pozo. Tenga en cuenta que las válvulas antirretorno (Figura 2 etiquetada B) no son necesarias para sistemas de menos de 8 metros de profundidad. Los sistemas de pozos más profundos utilizan válvulas antirretorno para aliviar la presión sobre la válvula de pie cuando la bomba no está funcionando.

Forma constructiva de la válvula de pie para pozo

Hay cinco tipos de válvulas de pie: tipo bola (con o sin resorte), tipo chapaleta, tipo membrana y tipo resorte.

• Tipo bola con resorte: Una bola esférica se mantiene en el asiento de la válvula mediante un resorte cuando la válvula está cerrada. Este tipo de válvula de pie es óptima para medios viscosos y de aguas residuales.
• Tipo bola sin resorte: Como se ve en la Figura 2, una bola descansa sobre un asiento de junta tórica (Figura 2 etiquetada A). El flujo a través de la válvula (Figura 2 etiquetada B) empuja la bola fuera del asiento y hacia una cámara lateral (Figura 2 etiquetada C). Cuando el flujo se reduce, la bola vuelve a caer hacia el asiento. Esta válvula es adecuada para aplicaciones de baja presión.

• Tipo de chapaleta: Un disco plano y articulado descansa sobre el asiento de la válvula. Cuando la bomba se enciende y la presión en la línea de succión se reduce, el flujo a través de la válvula empuja el disco para abrirlo. Cuando la bomba se apaga, el flujo inverso cierra la válvula. El funcionamiento correcto de esta válvula depende de la gravedad, por lo que no es posible instalarla en cualquier orientación.
• Tipo de membrana: Como se ve en la figura 3, una membrana de goma se sitúa dentro del filtro de la válvula, bloqueando la entrada de agua. Cuando la bomba funciona y se produce la succión, la membrana se desplaza, permitiendo que el líquido fluya a través de la válvula. Cuando la succión se detiene, la membrana recupera su posición original, cerrando la válvula.

• Tipo de resorte: Este tipo de válvula de pie tiene un resorte y un obturador. Cuando la válvula está cerrada, el resorte mantiene el obturador contra el asiento de la válvula. Es posible instalarla en cualquier orientación.

Filtro

Una válvula de pie tiene un filtro, también llamado colador o tamiz, instalado en su lado de entrada. El filtro impide que los residuos grandes del pozo entren en la válvula y la mantengan abierta. Dependiendo de los posibles residuos dentro del pozo, el material del filtro y el tamaño de la abertura pueden especificarse según la aplicación para garantizar un filtrado adecuado.

Tipos de conexión

Hay dos tipos comunes de conexión utilizados con las válvulas de pie: roscadas y con brida.

• Roscadas: Una diferencia significativa entre las válvulas de pie y las válvulas antirretorno es que las válvulas de pie tienen rosca solo en el lado de salida. El lado de entrada tiene un filtro. Hay tres tipos de rosca. Aprenda más sobre cada tipo leyendo nuestro artículo sobre forma constructiva de rosca.
• Hembra: Roscada en el interior para conectar con tuberías que tienen rosca en el exterior.
• Macho: Roscada en el exterior para conectar con tuberías que tienen rosca en el interior.
• Dual: Rosca en el interior y exterior para conectar con cualquier tipo de rosca de tubería.
• Con brida: Las conexiones con brida son más adecuadas para aplicaciones industriales de alta presión. Dos clases comunes para válvulas de pie son ANSI 125 y 150.
• ANSI 125: Bridas de hierro fundido clasificadas para 125 psi a 353 °F (8,6 bar a 178 °C).
• ANSI 150: Bridas de hierro dúctil, acero o acero inoxidable clasificadas para aproximadamente 150 psi a 600 °F (10,3 bar a 315 °C).

Sistemas de flujo de válvulas de pie para pozos

Las válvulas de pie tienen tres sistemas de flujo, cada uno con su propia aplicabilidad a requisitos específicos de aplicación.

Válvulas de pie para sistemas de microflujo

Las válvulas de pie para sistemas de microflujo se utilizan en micropozos que emplean tecnología de empuje directo (un procedimiento de investigación del subsuelo). Estas válvulas están fabricadas principalmente de acero inoxidable y constan de tubos de FEP (Florotherm) o HDPE (polietileno de alta densidad).

Válvulas de pie para sistemas de alto caudal

Las válvulas de pie para sistemas de alto caudal están diseñadas para soportar altas tasas de bombeo y pozos profundos. Estas válvulas se utilizan generalmente en pozos de 2 pulgadas de diámetro o más grandes.

Válvulas de pie para sistemas de bajo caudal

Las válvulas de pie para sistemas de bajo caudal se utilizan en piezómetros de pequeño diámetro que elevan hasta 100 pies de agua.

Materiales

Una válvula de pie permanece sumergida en agua durante toda su vida útil. Por lo tanto, el material elegido debe ser resistente al óxido y a la corrosión. Los materiales comunes para las válvulas de pie son hierro fundido de alta resistencia, acero inoxidable, bronce y PVC.

Los materiales metálicos son más adecuados para aplicaciones de alta presión. Sin embargo, el PVC tiene clasificaciones de presión interna de hasta 84 bar (1218 psi). El PVC también es anticorrosivo, por lo que si la presión del sistema de una aplicación está dentro de la clasificación de presión de la válvula de pie de PVC, el PVC es preferible. Lea nuestra guía de resistencia química para obtener más información.

Instalación de válvulas de pie en pozos

Las válvulas de pie son apropiadas para pozos poco profundos y profundos, ya sea utilizando una bomba de chorro de una o dos líneas (Figura 2). Además, las bombas sumergibles utilizan válvulas antirretorno.

Antes de instalar una válvula de pie en un pozo:

• Asegúrese de que la válvula de pie tenga el tamaño correcto para las condiciones de caudal, no para el tamaño de la tubería. Típicamente, las válvulas de pie funcionan mejor con caudales inferiores a 1,5 metros por segundo. Velocidades mayores pueden provocar cavitación de la válvula de pie y fallo prematuro.
• Tenga en cuenta la presión de todo el sistema, no solo la configuración de presión de la bomba.
• Limpie los sedimentos acumulados. Dispare agua a alta presión en el fondo del pozo para empujar los sedimentos hacia arriba y fuera del pozo. Espere hasta que el agua que sale del pozo esté clara.
• Asegúrese de que la parte interior de la válvula de pie esté libre de objetos extraños como virutas de metal, escoria de soldadura y escamas de tubería. Estos pueden impedir el movimiento del disco y dañar el disco o el asiento.

Durante la instalación de la válvula de pie en el pozo:

• Asegúrese de que la flecha en la válvula apunte hacia el flujo de agua (hacia arriba).
• Instale la válvula de pie en posición vertical.
• Para pozos poco profundos, la válvula de pie debe estar como máximo a 25 pies verticales (7,6 metros) por debajo de la entrada de la bomba.
• Para pozos profundos que utilizan una bomba sumergible, asegúrese de instalar válvulas antirretorno para aliviar la tensión en la válvula de pie. La primera válvula antirretorno debe estar aproximadamente a 6 metros de la bomba. Después de eso, instale una válvula antirretorno cada 60 metros de tubería.
• Asegúrese de que la pantalla no esté en el fondo del pozo, sino que esté de 3 a 6 metros por debajo del nivel mínimo de bombeo (el nivel al que baja el agua mientras la bomba está funcionando).

Problemas con la válvula de pie de pozo

La pérdida de presión de agua de una bomba no necesariamente significa un problema con la válvula de pie. También es posible que haya daños en las tuberías entre la válvula y la bomba que también estén permitiendo la entrada de aire en la succión. Sin embargo, como todos los componentes están bajo tierra, tratar estos problemas requerirá sacar las tuberías y la válvula de pie.

Las válvulas de pie tienen tres problemas comunes: desgaste por erosión, aleteo del disco y acumulación de sedimentos en la rejilla. Los dos primeros problemas requieren reparación de la válvula de pie, pero el tercero se puede solucionar sin sacar las tuberías. Por lo tanto, intentar resolver el problema de la acumulación de sedimentos puede ser el mejor primer paso a tomar.

Desgaste por erosión

El desgaste por erosión ocurre cuando el agua o los sedimentos de alta velocidad fluyen por un asiento de válvula de goma. Con el tiempo, se forma una ranura en el asiento. Cuando la válvula se cierra, la ranura permanece y pequeños flujos escapan de la válvula, causando un aumento gradual de la presión (aumento en la presión de salida). Alivie el aumento de presión abriendo un grifo conectado al pozo. Sin embargo, pueden ocurrir problemas más significativos en sistemas que no funcionan con frecuencia. Para evitar el desgaste por erosión:

• Use un asiento de acero inoxidable.
• Elija la válvula de pie más pequeña posible para manejar el flujo de medios a través del sistema. Las válvulas más pequeñas se abren más ampliamente, manteniendo los sedimentos alejados del asiento y reduciendo la velocidad del flujo a través de la válvula.

Aleteo del disco

El aleteo del disco ocurre cuando una válvula de pie se usa en una pequeña porción de su capacidad total, lo que causa un desgaste excesivo con el tiempo. Este problema también se puede mitigar seleccionando cuidadosamente la válvula más pequeña posible para manejar el flujo de medios.

Acumulación de sedimentos en la rejilla

El bombeo intermitente del pozo es un método estándar para prevenir la acumulación excesiva de sedimentos en la rejilla de la válvula de pie. El uso de un bloque de bombeo o un cubo son dos medidas preventivas que se pueden tomar.

• Bloque de bombeo: Un bloque de bombeo se ajusta como una manga sobre la válvula de pie y tiene una forma similar a una dona. El bloque de bombeo reduce la distancia entre la válvula y el revestimiento del pozo. Luego, la tubería del pozo se puede mover hacia arriba y hacia abajo como un émbolo varias veces. Los movimientos descendentes son más fáciles de realizar porque parte del agua está entrando en la tubería. Con el tiempo, esta acción puede desprender algunos o todos los sedimentos de la rejilla.
• Cubo: Un cubo es una válvula antirretorno que se sumerge en un pozo para recoger agua y sedimentos, y luego se saca para vaciarlo. Este proceso tarda mucho tiempo en desarrollar el pozo, pero finalmente eliminará una gran cantidad de sedimentos del lugar donde se colocará la válvula de pie.
• Aire comprimido: Un tercer método es posible cuando la válvula de pie ya está en el pozo. Se bombea aire comprimido en el pozo para elevar el nivel del agua. Cuando el nivel del agua alcanza la parte superior del revestimiento del pozo, se apaga el aire para permitir que el nivel del agua baje rápidamente. Esta acción puede desprender algunos sedimentos de la válvula de pie, pero no es tan confiable como usar un bloque de bombeo.

Mantenimiento de la válvula de pie de pozo

Después de sacar una válvula de pie de un pozo, aproveche la oportunidad para desmontarla y determinar si algo dentro de la válvula es reparable. Sin embargo, antes de desmontar la válvula, determine si el fabricante anulará la garantía de la válvula si se desmonta.

Desmontar una válvula de pie es un proceso simple. Primero, retire la rejilla y el asiento, y luego retire el disco. Una vez que se retira el disco:

1. Examine el interior de la válvula para verificar su limpieza.
2. Elimine la acumulación de sarro en el vástago y la guía del vástago usando vinagre blanco.
3. Asegúrese de que no haya desgaste elíptico en el vástago o las guías. Si lo hay, reemplace uno o ambos.
4. Asegúrese de que el paso del flujo esté libre y despejado.

Aplicaciones de la válvula de pie de pozo

Más allá de los pozos de agua, las válvulas de pie son adecuadas para lagos, ríos, estanques y otros cuerpos de agua. Sin embargo, en aplicaciones que no son de pozo, construya un soporte para la válvula para que la válvula de pie no descanse en el fondo. Las bombas de sumidero industriales, las bombas de toma de ríos y lagos, y las líneas de frenos neumáticos de camiones comerciales también utilizan válvulas de pie.

Ventajas de la válvula de pie de pozo

Algunos argumentan que una válvula de pie no es necesaria para pozos poco profundos (menos de 4 metros de profundidad). Las bombas no cebadas pueden ser capaces de crear una succión y extraer aproximadamente 2-4 metros de agua del pozo. Esto puede hacer que el agua entre en la bomba antes de 45 segundos, que es el tiempo que la mayoría de las bombas pueden funcionar en seco sin causar daños.

Las válvulas de pie no pueden proteger completamente una bomba de daños porque no son el único componente del sistema que puede fallar. Sin embargo, las válvulas de pie de pozo son simples de instalar y agregan una capa extra de protección contra la entrada de aire en las tuberías, lo que puede causar cavitación.

Preguntas frecuentes

¿Se necesita una válvula de pie para un pozo?

Los pozos de más de 4 metros de profundidad requieren una válvula de pie para mantener la bomba cebada. Hacer funcionar una bomba en seco puede dañarla rápidamente. Las válvulas de pie también se recomiendan para pozos poco profundos.

¿Cómo se comprueba si una válvula de pie está funcionando?

Es difícil saber si una válvula de pie funciona porque no se puede ver sin sacarla. Sin embargo, si la bomba del pozo no se mantiene cebada, es probable que haya un problema con las tuberías o la válvula de pie y se deben revisar ambas.

¿Cuál es la diferencia entre una válvula de pie y una válvula antirretorno?

Una válvula antirretorno está roscada en ambos lados y una válvula de pie está roscada en un lado, con una rejilla en el otro.