Bloqueo por Vapor

¿Alguna vez ha experimentado inexplicables caídas de temperatura en sus procesos calentados por vapor, incluso si el sistema aparenta trabajar correctamente? La explicación puede ser un fenómeno llamado "bloqueo por vapor" (cuando es provocado por el vapor) o "bloqueo por aire" (cuando se origina por aire u otros gases no condensables, como el bióxido de carbono, atrapados).

Aunque las medidas para prevenir estos dos problemas pueden ser distintas, su mecanismo es el mismo: vapor o un gas no condensable, como el aire, entran a la trampa antes que el condensado y hacen que ésta cierre, impidiéndose la descarga del condensado.

Este artículo se enfocará en el bloqueo por vapor. Para información acerca del bloqueo por aire, por favor lea:

• Bloqueo por Aire

¿Qué Causa el Bloqueo por Vapor?

El bloqueo por vapor no es típicamente causado por una falla de las trampas de vapor, pues están diseñadas para cerrar cuando el vapor entra en ellas. Más bien, se trata de la configuración del equipo o de la tubería alrededor de la trampa lo que usualmente provoca el problema.

El bloqueo por vapor no debe dejarse sin resolver porque el problema puede empeorar con el tiempo. Y aunque puede ser un problema difícil de diagnosticar, es importante entender los arreglos típicos que lo originan.

Problemas de Bloqueo por Vapor a la Salida de Cilindros Secadores

Pueden ocurrir problemas de temperatura en equipos calentados con vapor debido al bloqueo por vapor, provocándose que el condensado se acumule dentro del equipo.

Es probable que ocurra el bloqueo por vapor en alguna de las dos situaciones siguientes:

• La configuración del equipo provoca que el vapor se mezcle con el condensado cuando éste es descargado
• La configuración de la tubería provoca que el vapor se desplace por delante del condensado, antes de llegar a la trampa

Si el bloqueo por vapor es causado porque a la trampa llega una mezcla de vapor-condensado, entonces debe usarse una trampa de vapor con válvula "antibloqueo" o con válvula de aguja para mantener un bypass que permita el flujo de una pequeña cantidad de vapor aguas abajo de la trampa.

Si el bloqueo por vapor es provocado por la configuración de la tubería, entonces se debe corregir el arreglo de tubería para que el condensado fluya naturalmente hacia la trampa.

Bloqueo por Vapor Causado por la Configuración del Equipo

Cuando la configuración del equipo causa el bloqueo por vapor, una solución es descargar la mezcla vapor-condensado primero en un recipiente que actúe como tanque flash. Desde donde el condensado podrá descargarse con una trampa y el vapor separado deberá ser retornado al equipo de calentamiento para reusarse.

Sin embargo, este arreglo puede ser difícil de adoptar en algunos equipos como los secadores rotatorios que usan un sifón o paletas internas para descargar el condensado. Si reusar el vapor no es viable, entonces se requiere una solución diferente.

Extrayendo la Mezcla Vapor-Condensado con un Sifón

Cuando se usa un tubo sifón, se ocupa la presión del vapor para expulsar el condensado fuera del equipo pero, esto causa que, a veces, se mezcle vapor con el condensado.

Uso de una Válvula Antibloqueo o una Válvula de Aguja

Otra solución es usar una válvula antibloqueo o una válvula de aguja para liberar el vapor atrapado hacia aguas abajo de la trampa. Así se resolverá el problema de bloqueo. Como las válvulas antibloqueo y las de aguja pueden controlar la liberación del vapor, la pérdida de éste es minimizada.

Válvula Antibloqueo

Una válvula antibloqueo aprovecha la existencia de un venteo de aire en la trampa de vapor (como el elemento-X) para sostenerlo abierto y liberar el vapor atrapado hacia aguas abajo de la trampa, solucionando así el problema de bloqueo.

Válvula de Aguja

Una válvula de aguja libera el vapor atrapado, ya sea internamente si la trampa tiene un venteo de aire integrado (ver arriba) o externamente usando una línea de bypass (ver abajo).

Línea de Bypass Externa

Una línea de bypass externa se puede instalar para que el vapor bypasee la trampa, resolviéndose el problema de bloqueo.

Bloqueo por Vapor causado por la Configuración de la Tubería

Las trampas de vapor no deben de instalarse en la parte superior de un tramo vertical de tubería porque esto puede causar bloqueo por vapor.

Problema de Bloqueo por Vapor en una Trampa

La configuración de la tubería puede causar que el vapor quede "atrapado" dentro de la trampa y se impida la descarga de condensado.

¿Cómo ocurre el bloqueo por vapor a causa de la configuración de la tubería?

Podríamos olvidarnos del problema de bloqueo por vapor si la presión por columna de agua es suficientemente grande para vencer el bloqueo por vapor. Sin embargo, la presión por columna de agua no puede resolver este tipo de problema debido a los dos puntos siguientes:

• La presión en la trampa y en la tubería de entrada de la trampa es virtualmente la misma.
• El condensado es descargado sólo cuando la trampa está abierta.

El condensado y el vapor experimentan la misma presión aguas arriba de la trampa porque ella está diseñada para descargar el condensado con la mínima pérdida de vapor. Entonces, como el vapor tiene menor densidad que el condensado, lógicamente, se colocará por encima de él cuando haya una tubería vertical y entrará a la trampa, causando que se cierre. Presurizar más el sistema no resolverá el problema porque la trampa sigue cerrada por la existencia del vapor.

Eventualmente, una trampa "bloqueada por vapor" podrá descargar el condensado cuando el vapor "atrapado" se condense. Mientras tanto, este problema puede causar la acumulación de condensado en la tubería y en el equipo. Si la situación no se resuelve, ocurrirá nuevamente en cada ciclo de descarga siguiente.

Tubería Vertical Causante del Bloqueo por Vapor

¿Qué pasa con el flujo a la salida de la trampa?

Parece peculiar que el bloqueo por vapor ocurre solamente cuando hay tramo vertical de tubería a la entrada de la trampa, y no a la salida.

Es cierto que el vapor flash a la salida de la trampa va a colocarse por encima del condensado en los tramos verticales de tubería. Sin embargo, como ya no hay trampa de vapor después de ese punto, no hay nada que detenga el flujo del vapor hacia adelante.

Esto también aplica para líneas conectadas a tanques de condensado atmosféricos o presurizados porque ellos requieren de presión diferencial negativa para funcionar, permitiendo una descarga de suave del condensado y del vapor flash.

Flujo de Vapor a la Salida de la Trampa

La presión diferencial en la salida de la trampa debe permitir el flujo del vapor y el condensado sin restricciones.

Otros Problemas con la Tubería

Los problemas de bloqueo por vapor debidos a la configuración de la tubería no están limitados a los causados por un tramo vertical, sino que ocurren también con otras configuraciones. Por ejemplo, tuberías inclinadas o dobladas por falta de soportes pueden causar bloqueo por vapor.

Curvatura de la Tubería Causante de Bloqueo por Vapor

La curvatura de esta tubería causa que el vapor sea atrapado, retrasándose la descarga del condensado.

Incluso si la tubería es instalada paralela al piso, tramos muy largos y de diámetro pequeño antes de la trampa puede causar bloqueo por vapor si el diámetro es insuficiente para permitir que el condensado pase por enfrente del vapor.

Tubería de Diámetro Pequeño Causante de Bloqueo por Vapor

La tubería de diámetro pequeño causa que el vapor se atrape en la trampa, retrasándose la descarga del condensado.

Nota Adicional

El "bloqueo por aire" es un problema similar al "bloqueo por vapor", pero causado por aire. Puede pasar indistintamente en trampas de aire o en sistemas de aire comprimido u otros gases. Típicamente requiere de una línea de balance para resolverse. Más información acerca de este problema está disponible en el siguiente artículo.

También, el "trampeo en grupo" puede causar problemas similares a los del "bloqueo por vapor". Para más información del "trampeo en grupo", por favor lea:

• Trampeo en grupo