La trampa de vapor es una válvula automática cuya función es descargar únicamente el condensado (agua condensada) y el aire que se acumulan en las tuberías de vapor y en los equipos que utilizan vapor, sin dejar escapar el vapor. Los tres tipos representativos son el de disco, el de flotador y el de balde (cubeta), y la base para elegir es contrastar el “principio de funcionamiento” con las “condiciones de presión, caudal y entorno de instalación”. El tipo de disco, compacto, ligero y fácil de manejar; el tipo de flotador, de descarga continua y resistente a las variaciones de temperatura; y el tipo de balde, de descarga intermitente y con excelente durabilidad, cada uno destaca en aplicaciones distintas. En este artículo organizamos el mecanismo de cada tipo y cómo utilizarlos según la aplicación.
Puntos clave de este artículo
- Los tres tipos difieren en la forma de descarga (intermitente/continua) y en el principio de funcionamiento; no existe un único tipo universal.
- Lo básico es una “selección adaptada a las condiciones”: el tipo de disco para la tubería principal de vapor y el tipo de flotador para las aplicaciones de proceso en los equipos.
- Si se conocen la presión, el caudal máximo/mínimo y el entorno de instalación, aumenta la precisión de la selección. Lo más seguro es aclarar cuanto antes los puntos que generen dudas.
Mecanismo y características de los tres tipos
Tipo de disco (termodinámico)
Es una estructura que abre y cierra con una sola pieza de válvula delgada (disco), y se caracteriza por ser compacto, ligero y resistente a la alta presión. Su principio de funcionamiento no es un simple “movimiento arriba y abajo por diferencia de presión”. Cuando entra el condensado, el disco se eleva y se produce la descarga; cuando pasa condensado a alta temperatura o vapor, la velocidad del flujo aumenta y la presión en la cara inferior del disco disminuye, y al mismo tiempo el vapor flash generado se acumula en la cámara de presión situada sobre el disco y lo empuja desde arriba, provocando el cierre. Hay modelos que combinan un bimetal accionado por la temperatura para facilitar la descarga inicial en el arranque en frío.
Lo que conviene tener en cuenta es la instalación en exteriores. Si la cámara de presión situada sobre el disco se enfría, el vapor flash de su interior se condensa antes, la válvula se abre y el vapor tiende a fugarse con facilidad. El funcionamiento tiende a volverse inestable no solo por el aire frío exterior o la lluvia y el viento, sino también en lugares donde la temperatura cambia mucho por la radiación solar, o donde se produce un enfriamiento brusco por la lluvia o la nieve. En exteriores, considere el uso de una tapa aislante, así como la orientación de la instalación y la protección frente a la exposición a la lluvia.
Tipo de flotador
Es un método en el que un flotador (boya) sube y baja en función del nivel del condensado, abriendo y cerrando la válvula. Como descarga de forma continua según el nivel de agua, resulta adecuado para aplicaciones de proceso con grandes variaciones de caudal de condensado y de presión (intercambiadores de calor, serpentines de climatización, secadores, etc.). Tiene la ventaja de que difícilmente se produce acumulación de condensado por descenso de temperatura, lo que facilita mantener la eficiencia de transferencia de calor del equipo.
La descarga del aire que se acumula en el arranque también es importante, pero muchas trampas de tipo flotador incorporan un mecanismo de purga de aire (venteo). Por ello, más que pensar que “el tipo de flotador requiere una purga de aire aparte”, lo práctico es comprobar durante la selección si el venteo de aire está incorporado y cuál es su capacidad.
Tipo de balde
Es un método en el que la válvula abre y cierra por la flotación y el hundimiento de un balde orientado hacia arriba o hacia abajo, descargando el condensado de forma intermitente. Su estructura es robusta y tiene excelente durabilidad, y se considera relativamente resistente al golpe de ariete y a entornos con mucha suciedad. Por otro lado, como funciona reteniendo agua en su interior, si la presión de vapor cae bruscamente el agua del interior del balde puede perderse y provocar una fuga de vapor, por lo que se requiere precaución en sistemas con grandes variaciones de presión.
Uso según la aplicación y criterios de selección
Qué tipo elegir
Como orientación general, para la purga de condensado en el extremo o en las derivaciones de la tubería principal de vapor se suele usar el tipo de disco, compacto y apto para alta presión; para equipos de proceso con transferencia de calor variable, el tipo de flotador, de descarga continua; y para entornos severos donde se prevén suciedad o impactos, el tipo de balde. No obstante, incluso en la misma aplicación la solución óptima cambia según las condiciones de presión, por lo que es importante no decidir solo por el nombre del tipo, sino contrastarlo con las condiciones.
Definir las condiciones con valores numéricos
Lo que determina la precisión de la selección es la presión de trabajo (máxima y mínima), el caudal máximo y mínimo de condensado, la diferencia entre el arranque y el régimen permanente, y el entorno de instalación (interior/exterior, congelación, vibración). En particular, en sistemas donde el condensado se descarga con dificultad durante el arranque o la parada a baja diferencia de presión, también existe la opción de considerar una trampa asistida (trampa con función de descarga auxiliar) dotada de un mecanismo que ayuda a la descarga incluso a baja diferencia de presión. Como la acumulación de condensado es una de las causas de la mala transferencia de calor y del golpe de ariete, no pase por alto las condiciones del lado del caudal mínimo.
Para no repetir sustituciones guiándose “solo por el precio”
Que una trampa sea barata no significa que sea mala. El problema suele surgir cuando se elige de una forma que no se ajusta a las condiciones de presión, caudal y entorno de instalación, lo que provoca fugas de vapor o fallos prematuros que obligan a repetir sustituciones y pérdidas de vapor. Si se tiene en cuenta no solo el coste inicial, sino también la pérdida de energía por fugas de vapor y el esfuerzo de mantenimiento, elegir el tipo adecuado a las condiciones acaba contribuyendo a reducir los costes.
Preguntas frecuentes
P1. He oído que el tipo de disco tiende a tener fugas de vapor, ¿es cierto?
R1. En exteriores o en entornos de enfriamiento brusco, cuando la cámara de presión se enfría tiende a abrirse con más facilidad. En muchos casos mejora revisando el aislamiento o las condiciones de instalación, por lo que no puede considerarse sin más un defecto del tipo.
P2. ¿Es necesario instalar una válvula de purga de aire aparte en el tipo de flotador?
R2. Muchos modelos incorporan un venteo de aire. En primer lugar, compruebe si la trampa que va a seleccionar dispone de venteo de aire incorporado y cuál es su capacidad.
P3. ¿Por qué el tipo de balde presenta de repente fugas de vapor?
R3. Cuando el agua de retención (agua de cebado) del interior del balde se pierde por una caída brusca de presión, la válvula puede no cerrar correctamente. Resulta útil verificar la magnitud de las variaciones de presión.
P4. ¿Se puede descargar con un solo equipo el condensado de varios equipos a la vez?
R4. En principio se recomienda una trampa individual para cada equipo. Al agrupar, la contrapresión y el retorno del condensado tienden a convertirse en causa de un funcionamiento defectuoso.
P5. ¿Cuál es la información mínima necesaria para la selección?
R5. La presión de trabajo (máxima y mínima), el caudal máximo/mínimo de condensado, el entorno de instalación y el tipo de equipo objetivo. Conociendo estos datos avanza la delimitación del tipo y del diámetro.
Resumen
En las trampas de vapor, los tipos de disco, de flotador y de balde difieren en el principio de funcionamiento y en la forma de descarga, y lo básico es elegirlas según las condiciones de presión, caudal y entorno de instalación. Si no se decide solo por el nombre del tipo, sino que se juzga incluyendo la presión máxima y mínima, el caudal mínimo y la viabilidad de la instalación en exteriores, resulta más fácil evitar fugas de vapor y fallos prematuros.
En casos como “no puedo determinar qué tipo es el adecuado para la aplicación”, “conozco el caudal máximo pero no el mínimo y dudo en la selección” o “quiero elegir un equivalente a la trampa ya instalada pero desconozco sus especificaciones”, consulte a Yoshitake tras organizar las condiciones. Con base en las condiciones de uso, le ofreceremos la selección del tipo y del diámetro, así como asesoramiento técnico adaptado a las circunstancias de su instalación.