ENTREGA DE BURBUJA FINA PARA AGUA POTABLE, AGUA DE
DESPERDICIO, Y TRATAMIENTO DE AGUA LIMPIA Descripción Referencia a Solicitud Relacionada Esta solicitud reclama la prioridad de y el beneficio de la Solicitud de Patente Provisional No. de Serie 60/740,355, presentada el 29 de noviembre de 2005, que se incorpora por la presente por referencia Antecedentes de la Invención Campo de la Invención Esta invención se relaciona generalmente con dispositivos para purificación y tratamiento de cuerpos de agua. Más particularmente, la invención se relaciona con tubería flexible, pesada que se sumerge en un cuerpo de agua para aireación del agua con burbujas pequeñas. Se encuentra aplicación especial para este acercamiento en cuerpos de agua naturales o en lagunas de agua de desperdicio que son difíciles o imprácticas de drenar. Descripción del Ramo Relacionado La aireación de un cuerpo de agua es benéfico debido a un número de razones. Por ejemplo, promueve el crecimiento u supervivencia de microorganismos aeróbicos, forma vida intermedia tales como gusanos y caracoles, así como peces y otra vida salvaje acuática e impide que el hielo se forma en embarcaderos y barcos. Probablemente de manera más importante, la aireación es una excelente forma de tratar naturalmente agua de desperdicio sin la introducción de productos químicos ni la necesidad de remover, acarrear, y disponer de cieno. En la naturaleza, el movimiento rodante de un río transporta oxígeno del agua superficial al fondo, lo que soporta limpiadores de lecho de río que digieren el desperdicio orgánico y limpia el agua convirtiendo el cieno en dióxido de carbono y agua. Los sistemas de aireación recrean este proceso natural proporcionando tubería cerca del fondo de un cuerpo de agua y suministrando flujo de aire a través de la tubería. Las hendiduras u orificios de aire en la pared de la tubería o accesorios de salida asociados con la tubería permiten que las burbujas escapen hacia el agua, ocasionando de esta manera que el agua circundante se mueva y circule de una manera similar al movimiento rodante natural antes mencionado. Los aireadores modernos maximizan la eficiencia y funcionamiento proporcionando burbujas pequeñas, que tienen típicamente diámetros de menos de 3.175 mm (1/8 de pulgada) . Esto es muy preferido a usar burbujas mayores, debido a que las burbujas mayores se elevan rápidamente a través del agua, disminuyendo el tiempo de contacto entre el aire y el agua, y crean flujo turbulento, que puede elevar sedimento fuera de la superficie inferior y lo dispersa a través del agua. En contraste, las burbujas más pequeñas se elevan lentamente y crean flujo laminar, lo que aumenta el tiempo de residencia de las burbujas en el agua sin agitar hacia arriba el sedimento . Desde luego, el tiempo de residencia se aumenta situando los aireadores en el fondo del agua, pero debe tenerse cuidado de orientar apropiadamente los aireadores durante la instalación. La generación de burbuja óptima se crea cuando las burbujas se liberan desde la parte más superior de la tubería. Si las burbujas se liberan en su lugar desde la porción inferior de la tubería, entonces es posible que salgan para formar burbujas mayores, degradando de esta manera el funcionamiento del aireador. Un acercamiento para alinear apropiadamente la tubería es proporcionar accesorios para inmovilizar la tubería, tal como sistema de la Patente de EUA No. 6,511,054, que se incorpora por la presente en la misma como referencia. Otro acercamiento ha sido proporcionar tubería rígida que no se moverá ni girará después de que se ha instalado. Un aireador típico que tiene dicha construcción se puede ver en la Patente de EUA No. 5,714,062, que se incorpora por la presente como referencia. Mientras que estos dos acercamientos son efectios al orientar apropiadamente la tubería, su utilidad está limitada debido a un número de razones. Los aireadores que usan accesorios de fijación generalmente están limitados a cuerpos artificiales de agua que tienen fondos substancialmente planos, a fin de que la tubería esté apropiadamente orientada. Asimismo, es muy difícil dar servicio a aireadores que están fijados al fondo del cuerpo de agua. En cuanto a aireadores que tienen tubería rígida, son relativamente costosos y, si no están asegurados al fondo del cuerpo de agua, entonces se deben hacer esfuerzos substanciales para asegurar que se sumerjan en la orientación apropiada y permanezcan así orientados. Un acercamiento alternativo es proporcionar tubería que se orienta a sí misma después de haberse sumergido. Dicho air4eador se muestra en la Patente de EUA No. 3,293,861, que se incorpora por la presente como referencia. Dicho aireador típicamente incluye tubería flexible con una serie de micro-hendiduras y un alambre de balastro diametralmente opuesto entre sí a lo largo de un tramo de la tubería. El alambre de balastro ocasiona que la tubería permanezca sumergida, aún cuando esté llena con aire, y coloca automáticamente las micro-hendiduras en la parte más superior del tramo de tubería sumergido. Dicha tubería flexible con peso es referentemente para los sistemas previamente descritos, ya que es capaz de transferir más oxigeno por hp-hora y bombar más galones de agua por hp-hora para muchas operaciones de aireación, tal como instalaciones de agua profunda. Sin embargo, la tubería flexible de conformidad con el ramo anterior es difícil y costosa de fabricar y frecuentemente resulta en una gran cantidad de material de alambre desperdiciado. La tubería flexible conocida incluye que se fabrique de conformidad con un proceso de múltiples etapas, mediante lo cual un tubo de paredes delgadas primero se extruye para definir un pasaje de aire. La pared delgada dificulta lograrse y mantenerse durante la fabricación, instalación y uso, un pasaje de aire con una sección transversal verdaderamente circular, y cualquier tubo resultante que no es substancialmente tubular o tiene una pared delgada o gruesa sobre yacente que se puede rechazar como defectuosa o funcionar con eficiencia reducida. Cuando el pasaje de aire se ha formado satisfactoriamente, el tubo se pasa a través del extrusor una segunda vez, con un alambre de balastro presionado contra el mismo. Mediante este acercamiento, el tubo y alambre de balastro se unen juntos por el extrusor con una película o piel (típicamente comprendida del mismo material que el tubo) rodeando sus superficies externas. Después de que la tubería de este tipo se ha forma de esta manera, típicamente se enviaría a otra instalación o línea de producción para añadir micro hendiduras al pasaje de aire. La protuberancia de quilla de alambre dificulta alinear apropiadamente la tubería, lo que puede conducir a hendiduras irregularmente espaciadas, dimensionadas y colocadas. Además, la tubería que usa un alambre de balastro de plamo es aún más problemática debido al daño conocido que el plomo puede ocasionar al medio ambiente y a aquellos que lo manejan. De hecho, la tubería pesada con plomo está prohibida por la Agencia de Protección Ambiental de EUA para uso al tratar cuerpos de agua potable, aún cuando el plomo esté totalmente encapsulado por una capa no tóxica. Otro problema con sistemas de tubería flexible del ramo anterior es que generalmente tienen un espesor de pared no mayor a 2.54 mm - 5.08 mm (0.10-0.20 pulgadas) . Más frecuentemente, igual está en la escala de 1.397 mm-1.905 mm (0.055-0.075 pulgadas). Esto resulta en caída de presión de orificio nominal, ocasionando distribución de aire dispareja y dificultad en limpiar adecuadamente estos sistemas de tubería, debido a que una solución de limpieza inyectada hacia la tubería se liberará a través de las hendiduras iniciales, mientras que poca o ninguna solución permanece en la tubería para alcanzar y limpiar las hendiduras en un extremo alejado de la tubería. Finalmente, los sistemas de tubería de pared delgada son especialmente propensas a rizarse, perforarse, aplastarse, desgarrarse, agrietarse, y otros males de inhibición de funcionamiento ocasionados por transporte, instalación, extremos de temperatura, presión elevada a profundidades de gran inmersión, abuso por animales, uso de término prolongado, y lo semejante. Todavía otra posible desventaja de usar tubería flexible de paredes delgadas conocida es levantarla de un cuerpo de agua para inspección o servicio. La tubería flexible conocida que se ha quedado enterrada en ciero, lodo, grava o basura - por ejemplo, tan poco como 1.54 cm - 7.62 cm (1-3 pulgadas) de cubrimiento de cieno - es probable que se rice, doble, o rompa cuando se remueve por medios y métodos conocidos, tales como un gancho "J" o accesorio de sujeción de un bote. Este daño a la tubería degrada el funcionamiento de los cortes de aire, aún cuando se fabriquen para proporcionar formación de burbuja preferida, con un resultado negativo de tener al sistema "hirviendo" al aire. Cuando ocurre esto, el tratamiento adolece y al tubería necesita reposición . Consecuentemente, un objeto general o aspecto de la presente invención es proporcionar un sistema de tubería flexible mejorado para aireación de burbuja fina. Otro objeto o aspecto de esta invención es proporcionar tubería flexible que es auto-sumergible y auto-alineable sin el uso de un alambre de balastro. Otro objeto o aspecto de esta invención es proporcionar tubería flexible con durabilidad mejorada. Otro objeto o aspecto de esta invención es proporcionar un método mejorado para frabricar un tubo flexible de aireación de burbuja fina, manteniendo típicamente liberación de burbuja fina menos aceite en el área superior de la tubería cuando yace en o cerca del fondo de un cuerpo de agua cuando está en uso. Otro objeto o aspecto de esta invención es proporcionar un método para embobinar y/o almacenar un tubo flexible para aireación de burbuja fina. Otro objeto o aspecto es reducir costos para hacer funcionar sistemas de aireación para tratar agua y agua de desperdicio, de preferencia sin usar materiales tóxicos tales como plomo, incluyendo durante fabricación, instalación o uso de té3rmino prolongado en sistemas de agua. Otros aspectos, objetos y ventajas de la presente invención, incluyendo las diversas particularidades usadas en diversas combinaciones, se ente3nderán de la siguiente descripción de conformidad con modalidades preferidas de la presente invención, tomada en conjunción con los dibujos en los que se muestran ciertas particularidades especificas. Compendio de la Invención De conformidad con la presente invención, una tubería flexible para aireación de burbuja fina incluye un pasaje de aire definido por una porción superior con un perfil mayor o un perfil ensanchado tal como un perfil generalmente arqueado y una porción inferior con un perfil generalmente cuadrado. La tubería típicamente se construye de una mezcla substancialmente uniforme de plásticos, polímeros o compuestos semejantes a caucho y un mineral de alta densidad para superar la flotación. Por ejemplo, el material semejante a caucho puede ser compuestos de vinilo altamente rellenos, PVC, polietileno, polipropileno, poliestireno, o lo semejante, y el material de alta densidad puede ser sulfato de bario o un mineral denso seguro similar. De preferencia, la mezcla permite que diferentes tramos de tubería sean pegados o sujetados juntos, mientras que la porción inferior mayor única, ensanchada o más pesada asegura el alineamienhto apropiado de las micro-hendiduras cuando se unen tramos de tubería separados. La tubería es auto-sumergible debido a la presencia del material de alta densidad y también es de auto-orientación. Hay más volumen de material o masa en la porción inferior que la porción superior, de modo que la tubería es de fondo pesado y se alineará con la porción inferior mayor, ensanchada o más pesada colocada hacia abajo. Las micro hendiduras se colocan a lo largo de la porción superior arqueada, de manera que estarán orientadas hacia arriba después de que la tubería se ha orientado a sí misma en un cuerpo de agua. De preferencia, las paredes de tubería son relativamente gr5uesas, con la porción arqueada superior siendo cuando menos 3.81 mía (0.15 pulgadas) de grueso y hasta 3.81 cm (1.50 pulgadas) de grueso. El funcionamiento de las micro hendiduras de la porción arqueada superior se mejora mediante la pared más gruesa, que hace a las hendiduras más duraderas y resistentes a la deformación debido al uso esperado y abuso. El espesor mayor también ocasiona un diferencial de presión aumentado, típicamente una caída de presión interna mínima de 0.1406 kg/cm2 (2 PSI), que impide la degradación de funcionamiento en cuerpos de agua que tienen superficies de fondo inclinadas. Un método para fabricar tubería de conformidad con la presente invención se puede lograr en una sola línea automatizada, que procesa la tubería desde la formación al enrollado. Una mezcla seleccionada de material de tubería se añade a una tolva, en donde la mezcla se extruye hacia una forma de tubo y se cura, típicamente mediante procesos de enfriamiento y secado. Las micro hendiduras se añaden, y la tubería se enrolla en un carrete. Los pasos adicionales pueden incluir un proceso de marcado para identificar visualmente una posición vertical de la tubería. Las hendiduras son de preferencia cortes precisos, quirúrgicos en una línea recta a lo largo de la porción superior de la tubería. Las hendiduras se forman sin remover cualquier material o dejando cualesquiera rebabas, y la construcción generalmente semejante a caucho de la tubería imparte una memoria de pared elástica, de manera que las micro hendiduras estarán estrechamente cer4canas cuando no hay aire fluyendo a través de la tubería. De esta manera, los cortes actúan como válvulas de retención para protegerse a sí mismas y el pasaje de aire del flujo entrante de basura y sólidos sedimentados. Cuando se combina con una pared más gruesa, las micro hendiduras funcionan aún mejor como válvulas de retención y se cerraran después de que se termina el flujo de aire. La tubería se enrolla alrededor de un carrete de modo que las micro hendiduras y la porción inferior cuadrada estén cada una aproximadamente a 90° del cubo del carrete. De esta manera, no habrá arco a lo largo de la longitud de la tubería, que permanecerá substancialmente plana, impidiendo de esta manera la deformación de la micro hendidura, enrollado involuntaria, y otra degradación de funcionamiento. Cualquier curvatura lateral en la tubería se reduce al mínimo mediante enrollado de tensión suave, lo que reduce el riesgo de contorsiones u otra deformación de las hendiduras. El funcionamiento adicional y beneficios de costo de tubería de conformidad con la presente invención se derivan de su sencillez y efectividad de costo de energía única. Por ejemplo, la tubería puede convertir biológicamente desperdeicios no deseados en el agua en biota útil, dióxido de carbono, y agua pura con solamente 1-2% de ceniza inerte residual. Asimismo, se calcula que la tubería de conformidad con la presente invención reduce los costos de operación de un soplador/compresor asociado de sistemas usando este tipo de tubería a la escala de alrededor de $0.01 a $0.02 por cápita por día para tratamiento de laguna y a una escala de alrededor de $0.04 a $0.08 por cápita por día de tratamiento de cieno activado. Los procesos de fabricación e instalación de línea delgada, junto con los costos de operación reducidos, se calculan que reducen substancialmente los costos de tratamiento de cieno activado. Por ejemplo, para una comunidad de tamaño pequeño a medio (500-10,000 gente), estos costos se pueden reducir de una escala de $5-$10 por galón a $l-$2 por galón. Se apreciará que las reducciones de costo también se realizan durante las operaciones de retiro e inspección debido al diseño duradero de conformidad con la presente invención. Breve Descripción de los Dibujos La Figura 1A es una vista en sección transversal de un tubo flexible de conformidad con un aspecto de la presente invención; La Figura IB es una vista en sección transversal de otro tubo flexible de conformidad con un aspecto de la presente invención; La Figura 1C es una vista en sección transversal de todavía otro tubo flexible de conformidad con un aspecto de la presente invención La Figura 2 es una vista en perspectiva de un tubo flexible de conformidad con un aspecto de la presente invención; La Figura 3 es una vista en sección transversal de un tubo flexible de conformidad con un aspecto de la presente invención, con una micro hendidura, La Figura 4A es una vista en sección transversal de un tubo flexible de conformidad con un aspecto de la presente invención, con una micro hendidura en una posición abierta, La Figura 4B es una vista en sección transversal del tubo flexible de la Figura 4A, con la micro hendidura en una posición cerrada, La Figura 5A es una vista en perspectiva de dos tubos y un conector de inserción de tubo, La Figura 5B es una vista en perspectiva de los dos tubos de la Figura 5A, unidos por el conector de inserción de tubo ; La Figura 6 ilustra un proceso de fabricación en linea, automatizado de conformidad con un aspecto de la presente invención; La Figura 7A es una vista lateral de un tubo enrollado en un carrete en una orientación convencional;
La Figura 7B es una vista en perspectiva del tubo de la Figura 7A, en una configuración no enrollada, La Figura 7c es una vista en perspectiva del tubo de la Figura 7B en una condición enrollada, La Figura 8A es una vista lateral de un tubo apropiadamente enrollado en un carrete de conformidad con un aspecto de la presente invención; La Figura 8B es una vista en perspectiva del tubo de la Figura 8A, en una configuración no enrollada, La Figura 9A es una vista en perspectiva de un tubo que tiene un lumen secundario y un par de trabas; La Figura 9B es una vista en sección transversal de otra modalidad de un tubo que tiene un lumen secundario y un par de trabas, La Figura 9C es una vista en perspectiva de una modalidad de un tubo que tiene un par de trabas, La Figura 9D es una vista en perspectiva de una modalidad de un tubo que tiene un lumen secundario; La Figura 9E es una vista en perspectiva de una modalidad de un tubo que tiene una pluralidad de lúmenes secundarios ; La Figura 9F es una vista en sección transversal de una modalidad de tubo que tiene un perfil de "forma de D modificada" y una pluralidad de lúmenes secundarios y trabas. La Figura 10A es una vista en perspectiva de un tubo de conformidad con una modalidad de la presente invención que tiene una disposición alternativa de hendidura de corte de aire; La Figura 10B es una vista en perspectiva de un tubo de conformidad con la presente invención que tiene todavía otra modalidad de hendidura de corte de aire alternativa, y La Figura 10C es una vista en perspectiva de fondo del tubo de la Figura 10B, con porciones seleccionadas rotas. Descripción de las Modalidades Preferidas. Como se requiere, las modalidades detalladas de la presente invención se describen en la presente; sin embargo, se debe entender que las modalidades descritas son meramente de ejemplo de la invención, que se puede moralizar en diversas formas. Por lo tanto, los detalles específicos descritos en la presente no se deben interpretar como limitativos, sino meramente como una base para las reivindicaciones y como una base representativa para enseñar a un experto en el ramo emplear de manera diversa la presente invención virtualmente en cualquier manera apropiada. Las Figuras 1?-4? muestran diversas modalidades posibles de una tubería 10 flexible de conformidad con aspectos respectivos de la presente invención. La tubería 10 flexible tiene un perfil de sección transversal externo definido por una porción 12 superior substancialmente semicircular y una porción 14 inferior rectangular o cuadrada que tiene dos paredes 16 laterales planas que se extienden hacia abajo desde la porción 12 superior arqueada y una pared 18 inferior plana que se extiende entre las paredes 16 laterales. La sección transversal de tubería ilustrada se refiere en la presente de vez en cuando como un perfil en "forma de D" debido a que se parede a una "D" en caája superior. Cuando se instala, el perfil en "forma de D" se gira 90° en dirección levógira. Como se ilustra en las Figuras 1A-4B, las porciones 12 y 14 superior e infe3rior de preferencia están dimensionadas y configuradas para unirse juntas sin ningunas costuras o discontinuidades. Las Figuras 1A y 1C ilustran la tubería 10 con las porciones 12 y 14 superior e inferior teniendo la misma altura, pero las alturas pueden ser diferentes, como se muestra en la Figura IB. De preferencia, la tubería 10 está construida de una mezcla substancialmente uniforme de plásticos o compuestos semejantes a caucho y un mineral de alta densidad para superar la flotación. Por ejemplo, el material semejante a caucho puede estar altamente llenado con compuestos de vinilo, PVC, polietileno, polipropileno, poliestireno, o lo semejante, y el material de alta densidad puede ser sulfato de bario o un compuesto pesado seguro similar, material o mineral. En una modalidad específica, el material de tubería es una mezcla de polímeros de PVC resistentes a U/V con plastificantes y sulfato de bario resultando en una gravedad específica de aproximadamente 1.99 SG que asegura que la tubería no es flotante en un cuerpo de agua. En otra modalidad, la porción 14 inferior está comprendida de una mezcla de material que tiene una gravedad específica mayor que la porción 12 superior para alentar la orientación apropiada durante la instalación. La mezcla de materiales hacia a la tubería flexible, resistente al daño, protegida de UV, protegida de calor y frío, y no tóxica. Se calcula que la tubería de la presente invención es suficientemente duradera para soportar condiciones de agua turbulentas y/o corrosivas durante 20 años sin falla o degradación de funcionamiento significativa . Mientras que la tubería que comprende una mezcla de un material plástico, polimérico o semejante a caucho combinado con mineral o material de alta densidad como se describe en la presente se puede preferir, se verá de la siguiente descripción que varios aspectos de la presente invención se pueden practicar con tubería totalmente comprendida de un material plástico, polimérico o semejante a caucho. Desde luego, si la tubería se proporciona así, debe tenerse cuidado de asegurar que la gravedad específica es suficiente para hacer a la tubería no flotante en un cuerpo de agua. La tubería 10 incluye un pasaje 20 de aire, a través del cual el aire se puede bombear a través de la tubería 10, típicamente mediante operación de un equipo de soplador y/o compresora. Como se ilustra en las Figuras 1A y IB, el pasaje 20 de aire de preferencia está concéntrico con la porción 12 superior arqueada, pero no necesita estarlo, como se muestra en la Figura 1C. La porción de la tubería 10 arriba del eje longitudinal central del pasaje 20 de aire define la porción 12 superior, mientras que la porción debajo del eje longitudinal central define la porción 14 inferior. Un aspecto importante de la presente invención es que hay más material en la porción 14 inferior que en la porción 12 superior, de modo que la porción 14 inferior es más pesada y tiende a orientarse debajo de la porción 12 superior cuando se sumerge en un cuerpo de agua. Por lo tanto, el pasaje 20 de aire debe estar apropiadamente colocado a fin de que la tubería 10 perm anezca con el fondo pesado, de otra manera la función de auto orientación se interrumpirá. Las figuras 1A-1C ilustran un perfil no cortado de la tubería 10. La porción 12 superior incluye una pluralidad de micro hendiduras o hendiduras 22 longitudinalmente espaciadas, como se muestra en las Figuras 2-4B. De preferencia, las hendiduras 22 son cortes quirúrgicos con caras 24 uniformes (Figura 4A) , de manera que ningún material se remueva y no haya rebabas ni combas entre las caras opuestas. Cuando se bombea aire a través del pasaje 20 de aire, escapará a través de las micro hendiduras 22, que generalmente toman en la condición abierta de la Figura 4A, y se liberará hacia el ambiente circundante. El funcionamiento de aireación óptimo se logra mediante el flujo laminar de burbujas relativamente pequeñas, de modo que las hendiduras 22 se colocan en una porción 26 más superior de la tubería 10 y están dimensionadas y configuradas para liberar burbujas que tienen un diámetro entre 0.397 mm y 3.175 mm (1&74 y 1/8 de pulgada) . Cuando no se está bombeando aire a través de la tubería 10, las hendiduras 22 toman en la condición cerrada de la Figura 4B, debido a la memoria de pared elástica del material de tubería. Las hendiduras 22 formadas de manera precisa se cierran substancialmente e impiden que agua o sólidos de desperdicio aún tan pequeños como de 0.0254 mm (0.001 pulgada) de diámetro entren al interior de la tubería 10. Esta función de válvula de las hendiduras 22 se mejora por una pared 28 superior relativamente gruesa, que es cinco a diez veces más gruesa que los otros acercamientos previos. La pared 28 de tubo proporciona un área superficial de pared mayor y ocasiona que las hendiduras 22 se cierren más estrechamente que para una pared de tubo superior más delgada. En una modalidad preferida, la pared 28 de tubo superior es entre alrededor de 5.08 mm y 7.62 mm (0.20 pulgadas y 0.30 pulgadas) de grueso para un tubo 10 que tiene un pasaje 20 de aire con un diámetro de 1.27 cm 80.50 pulgada) . Para un tubo 10 que tiene un pasaje 20 de aire mayor, tal como 1.905 cm (0.75 pulgadas) o 3.81 cm (1.50 pulgadas) , la pared 28 de tubo superior es dee preferencia entre alrededor de 1.27 cm a 3.81 cm (0.50 y 1.50 pulgadas) de grueso. Por vía de ilustración adicional, la relación de dimensión de tubo o "DR" es un valor establecido por la American Society for Testing and Materials (ASTM) para expresar el espesor de pared relativo, y por lo tanto, la clasificación de presión, de una tubería o tubo. La relación de dimensión es igual al diámetro exterior dividido entre el espesor de pared mínimo de la tubería, y la clasificación de presión aumenta a medida que disminuye la relación de dimensión. Para tubería de aireación flexible conocida, la relación de dimensión es típicamente de la escala de aproximadamente 10-11. Por ejemplo, una tubería de aireación flexible conocida tiene un diámetro externo de 15.875 m (0.625 pulgadas) y un espesor de pared de 1.524 mm (0.060 pulgadas), para una DR de 10.4. En contraste, la tubería de conformidad con la presente invención puede tener una relación de dimensión de aproximadamente 5 (para el ejemplo anterior de un tubo que tiene un espesor de pared superior de aproximadamente 12.7 mm (0.50 pulgadas) yt un diámetro de pasaje de aire de aproximadamente 3.18 cm (1.50 pulgadas) o un diámetro exterior de 6.35 cm (2.50 pulgadas)) o menos. Otra modalidad tiene un diámetro exterior de 24.13 mm (0.950 pulgadas) y un espesor de pared de 6.35 mm (0.250 pulgadas), para una DR de 3.8. Además de mejorar la función de válvula de las micro hendiduras 22, el uso de una pared 28 de tubo superior más gruesa proporciona numerosas ventajas diferentes. Por ejemplo, el tubo 10 es más duradero y resistirá rizado o desgarramiento u otra deformación, lo que asegura el funcionamiento de las micro hendiduras 22 como se diseñan. Esta tubería 10 es más fuerte, más segura, y menos probable de aplastarse, agrietarse o dañar los cortes 22 de aire. Las paredes 28 de tubo más gruesas también permiten que la tubería 10 funcione en agua más profunda, v.gr., a profundidades de entre alrededor de 10.06 m y 30.48 m (33 pies y 100 pies), sin aplastarse. Asimismo, la pared 28 comprime las válvulas antes de que se liberen hacia el ambiente circundante. Mediante esta particularidad, la tubería de conformidad con la presente invención es mucho más confiable que la tubería conocida en términos de limitar el tamaño de burbujas e impedir el "efecto de conocidad". El "efecto de conicidad" se refiere a una situación mediante la que burbujas mayores de 3.175 mm (1/8 de pulgada) se deslizan a través de los orificios y fallan en levantar el agua circundante casi tanto como las burbujas apropiadamente dimensionadas . En casos extremos, las burbujas mayores levantaran 4-6 veces menos agua que las burbujas apropiadamente dimensionadas. Esto es tan importante como el tiempo de contacto de burbuja para transferencia de o'xigeno hacia el agua. Debido a que es importante dispersar el oxígeno igualmente a través del cuerpo de agua. Finalmente, esta particularidad reduce la energía eléctrica requerida para el sistema de formación de burbuja para mantener oxígeno disuelto uniforme todo sobre la columna de agua y no justamente arriba del difusor. Durante un período de tiempo de 20 años, los costos eléctricos para operar el soplador/compresora asociado usualmente es el único costo más grande de airear un cuerpo de agua, de modo que una reducción en requerimientos de energía sin una reducción en funcionamiento es un beneficio mayor. Adicionalmente, un diferencial de presión relativamente grande se crea entre el pasaje 20 de aire y el ambiente exterior, lo que mejora la dinámica de fluido y permite una distribución más uniforme de aire y fluido de limpieza, especialmente en un extremo distante de la tubería. 10. Típicamente, la caída de presión interna mínima en las hendiduras 22 es cuando menos 0.1406 kg/cm2 (2 PSI), lo que permite una variación de altura de extremo a extremo de alrededor de 1.4 m (4.6 pies) de un tubo instalado sin una pérdida de patrón de aire. En una aplicación de ejemplo, la tubería de conformidad con la presente invención permite la uniformidad de burbuja de más o menos 5-10% en cada orificio para tramos de tubería en la escala de 76.2 m-152.4 m (25-500 pies) , que es difícil o imposible de lograr con tecnología de tubería conocida. De esta manera, las propiedades dinámicas de fluido de aire que fluye a través de las hendiduras de pared gruesa ofrece mejor control del diferencial de presión interno y externo y mejor control de liberación uniforme de burbuja fina a través de distancias largas y áreas de difusión de fondo no niveladas. La tubería de pared gruesa también evita la necesidad de seguir el llamado embobinado de tensión suave o embobinado suelto de tubería de pared delgada frecuentemente requerida para impedir las contorsiones de los cortes de aire. Los tramos de tubería 10 de conformidad con la presente invención se pueden unir mediante un adhesivo o pegamento, como se ilustra en las Figuras 5A y 5B, y las paredes 28 de tubo más gruesas proporcionan más área superficial en la cual aplicar el adhesivo. Adicionalmente, la porción 14 inferior ensanchada o más pesada permite que los tramos de tubería 10 se alineen fácilmente, lo que asegura que las micro hendiduras (no ilustradas) permanezcan en la porción más superior de la tubería 10. De preferencia, esta porción 14 inferior tiene un perfil cuadrado, como se ilustra. Además de adhesivo, las secciones 10 de tubería están de preferencia unidas usando un conector 30 de inserción de tubo, que ayuda a alinear las secciones 10 y disminuye el riesgo de fuga. Se verá que la tubería flexible de conformidad con la presente invención se prefiere a tubería que tiene un alambre de balastro, debido a que se puede cortar y unir a otro tramo de tubería o un alimentador sin tener que recortar el alambre o cualquier exceso de revestimiento de piel y no requiere herramientas especiales, abrazaderas, o experiencia. Debido a la misma razón, la tubería se puede cortar fácilmente a la longitud deseada durante la fabricación, lo que elimina el desperdicio. Además de unir tramos separados de tubería, el adhesivo también se puede usar para reparar una ruptura o desgarramiento en la tubería. La tubería flexible conocida está típicamente comprendida de polietileno, que se debe reparar mediante fusión térmica especial o herramientas de empalme. En contraste, la tubería de conformidad con la presente invención hecha, por ejemplo, de PVC se puede reparar secando el área dañada, imprimando cualesquiera cortes de aire dañados con imprimador, aplicando adhesivo al área, y permitiendo que el adhesivo se seque. De esta manera, la tubería de conformidad con la presente invención se puede reparar por no especialistas usando materiales fácilmente accesibles .
La tubería de conformidad con la presente invención se puede fabricar usando métodos conocidos. Una fabricacdión apropiada y usualmente preferida mediante una línea 32 de producción automatizada, de una etapa, de conformidad con otro aspecto de la presente invención se ilustra en la Figura 6. La línea 32 de producción incluye una tolva 34, un barril 36 calentado, un troquel 38 de extrusión, un recipiente 40 de curado, una unidad 42 de corte, y una estación 44 de embobinado. Como se puede ver, la tubería va de una materia 46 prima a un producto 10 terminado enrollado en una etapa, reduciendo de esta manera grandemente el tiempo de fabricación, trabajo de hombre, costo y desperdicio sobre los procesos usados para fabricar tubería con un alambre de balastro. Almacenamiento para solamente cuatro tubos de difusión básicos satisface las necesidades para la mayoría de las aplicaciones de tratamiento de agua, simplificando de esta manera el control de inventario y reduciendo costos. El primer paso de este acercamiento ilustrado es colocar una mezcla de la materia 46 de tubería prima hacia una tolva 34. El material 46 de tubería se puede almacenar en forma de granulo y añadirse en diferentes porcentajes, dependiendo del uso pretendido de la tubería. Por ejemplo, puede haber diferentes mezclas previas para instalaciones de tratamiento de agua de desperdicio, en oposición a lago y depósito, piscicultura y acuacultura, e instalaciones de fusión de hielo. Mezclas especiales se pueden hacer a la orden también, dependiendo de las necesidades únicas de cada cuerpo de agua. Se apreciará que la tubería de conformidad con la presente invención requiere menos espacio de almacenamiento, debido a que las materias primas pueden almacenarse completamente en forma de gránulo y no se requiere espacio separado para bobinas de alambre de balastro . Después de que la mezcla 46 deseada se ha añadido a la tolva 34, los gránulos se alimentan a través de un barril 36 calentado y forzados a través de un bloque 38 de troquel de extrusión que tiene un perfil o abertura correspondiente generalmente a los perfiles de "forma de D" de las Figuras 1A-1C. Desde luego, la abertura del troquel 38 tendrá una forma diferente, correspondiente por ejemplo al perfil de tubo mostrado en la Figura 9F, si el perfil de sección transversal de la tubería varía de los perfiles de las Figuras 1A-1C. Como se ilustra en la Figura 6, la abertura del bloque 38 de troquel se gira 90° con respecto a la orientación de las Figuras 1A-1C. Esta orientación es importante para enrollar apropiadamente la tubería como se describirá en la presente. El material de tubería forzado a través del bloque 38 de troquel luego se alimenta a través de un recipiente 40 de curado, en donde se enfría y se solidifica. Cuando el material se ha curado suficientemente, se hace pasar a través de una unidad 42 cortadora. Como se muestra en la figura 6, la unidad 42 cortadora está alineada con el bloque 38 de broquel, de modo que las hendiduras se hacen en la parte más superior de la porción arqueada del tubo, opuesta a la pared inferior plana o ensanchada (como en las figuras 2-4B) . De conformidad con la descripción anterior, la unidad 42 cortadora de preferencia crea cortes quirúrgicos en una línea recta a lo largo de la porción 12 superior de la tubería 10 sin remover ningún material de tubería ni dejar ningunas rebabas. En oposición a los tubos del ramo anterior, con protuberancias de alambre de balastro que siguen de manera baja, las paredes planas de la tubería de conformidad con la presente invención permiten mejor seguimiento y se alinean fácilmente para colocación de hendidura precisa. Se calcula que la cantidad de tubería defectuosa producida mediante el método de la Figura 6 se puede reducir de aproximadamente 25% (para tubería flexible de pared delgada con un alambre de balastro) a aproximadamente 2-4% o menos. La unidad cortadora puede incluir un paso de marcado con tinta antes de que las hendiduras se añadan a la tubería. El paso de marcado con tinte añade marcas 48 de registro a la porción 12 arqueada de la tubería 10 (Figura 2) , que son útiles como indicadores visuales adicionales de la orientación de la porción 12 superior de la tubería 10. Después de que las micro hendiduras se han añadido a la tubería 10, la tubería 10 se alimenta a una estación 44 de enrollado. La estación 44 de enrollado, en la orientación mostrada en la figura 6, tiene un carrete 50 orientado horizontalmente con un cubo 52 cilindrico. La tubería 10 se enrolla alrededor del cubo 52 para almacenamiento y transporte. De conformidad con un aspecto de la presente invención, la pared 18 inferior plana o ensanchada y las micro hendiduras 22 se disponen aproximadamente 90° en alejamiento del cubo 52, como se ilustra en la Figura 8A. A medida que la tubería 10 se enrolla continuamente alrededor del cubo 52, permanece en la orientación apropiada, debido a que la tubería 10 está formada y enrollada como parte de un proceso de una etapa. Esta orientación es importante para asegurar que la tubería 10 permanezca longitudinalmente plana después de la instalación, como se ilustra en la Figura 8B.
Cualquier curvatura lateral en la tubería se reduce al mínimo mediante enrollado de tensión suave, lo que reduce el riesgo de contorsiones u otra deformación de las hendiduras. Si la tubería 10 se enrolla en su lugar de manera que la pared 18 inferior plana o ensanchada esté adyacente al cubo 52, como en la Figura 7A, entonces la memoria de bobina de la tubería 10 resultará en un arco 54 longitudinal, que se muestra en la Figura 7B. Un arco 54 hace a la tubería 10 inestable y puede ocasionar que rueda cuando se desenrolla (Figura 7C) , que mueve las micro hendiduras 22 lejos de su posición óptima y degrada las capacidades de aireación del tubo 10. Particularidades y componentes adicionales se pueden incorporar en la tubería sin abandonar el alcance de la presente invención. Por ejemplo, un lumen secundario o pasaje 56 se puede formar en la porción 14 inferior, de preferencia directamente debajo del pasaje 20 de aire (Figuras 9A, 9B, y 9D) . Como se muestra, el lumen 56 secundario puede ser substancialmente menor que el pasaje 20 de aire. El lumen 56 secundario se puede proporcionar como un miembro tubular incrustado en la porción 14 inferior (Figuras 9A y 9D) o como un lumen hueco (Figura 9B) , similar al pasaje 20 de aire. El lumen 56 secundario se puede incorporar en la tubería 10 mediante cualquiera de un número de métodos, dependiendo de la estructura. Si el lumen 56 secundario se proporciona como un miembro tubular, de preferencia se extruye hacia la porción 14 inferior durante el método ilustrado en la Figura 6. Los materiales apropiados para un miembro tubular incluyen, pero no están limitados a materiales de vinilo altamente rellenos, tales como aquellos usados como material de tubería de conformidad con un aspecto de la presente invención. En una modalidad, el lumen 56 secundario corre el tramo de la longitud 10 y tiene un diámetro en la escala de aproximadamente 0.794 mm-1.27 mm (1/32-1/20 pulgadas) para permitir que aire, gases, y/o líquidos pasen a través del mismo. El lumen 56 secundario se puede usar para cualquiera de un número de aplicaciones, tales como llevar un fluido, por ejemplo aire u otro gas, para inflar un dispositivo de flotación sumergido (no ilustrado) para retiro de la tubería 10. En dicha aplicación, se prefiere que el lumen 56 secundario se selle del pasaje 20 de aire y el ambiente exterior, como en la Figura 9A. Para esta aplicación, se puede preferir que el lumen 56y secundario se proporcione como un miembro tubular, con una porción del mismo extendiéndose más allá de los extremos próximo y/o distante de la tubería para simplificar la fijación del dispositivo de flotación . La tubería 10 de la Figura 9A también se puede usar al entrear bacerias que nitrógeno y/o que combaten cieno a la columna de agua y/o capa de cieno. Mediante métodos conocidos, estas bacerias se entrega a una o más de la superficie del cuerpo de agua, la columna de agua, y el cieno, típicamente de un aplicador con base en bote o en playa. Por lo tanto, se verá que este aspecto de la presente invención permite ventajosamente que las bacterias se dispersen fácilmente con un tubo que ya se ha instalado para propósitos de aireación. En otra aplicación, el lumen 56 secundario incluye una pluralidad de orificios 58 (Figura 9B) en ubicaciones seleccionadas a lo largo de la longitud de la tubería 1 para permitir comunicación con el pasaje 20 de aire. Los orificios 58 se uede proporcionar en un número de configuraciones, tales como micro hendiduras o micro accesorios, y de preferencia son movibles entre una condición cerrada, que impide la comunicación entre el lumen secundaria y el pasaje de aire, y una condición abierta, que permite la comunicación entre los mismos. Un fluido de limpieza o tratamiento se hace pasar a través del lumen 56 secundario y se libera a través de los orificios 58 para limpiar o tratar el pasaje 20 de aire y las hendiduras 22 cortadas al aire. Los orificios 58 del lumen 56 secundario pueden tener una presión e agrietamiento superior que las hendiduras 22 cortadas al aire para impedir que los orificios 58 se abran durante la aireación de un cuerpo de agua. La tubería 10 también se puede proporcionar con una pluralidad de lúmenes 56 secundarios, como se muestra en las figuras 9E y 9F. Los lúmenes 56 secundarios se pueden proporcionar ya sea como miembros tubulares huecos, lúmenes huecos (Figura 9E) , o como una combinación de los mismos (Figura 9F) . Asimismo, los lúmenes 56 secundarios pueden estar separados uno del otro a lo largo de sus longitudes o pueden estar unidos en diversas ubicaciones mediante ramificaciones huecas o de válvula (no ilustradas) . Los lúmenes 56 secundarios se pueden usar para diferentes propósitos, por ejemplo, se puede usar uno para inflar un dispositivo de flotación sumergido, otro se puede usar para aplicar un fluido de limpieza o el pasaje 20 de aire, y todavía otro se puede usar para entregar nitrógeno y/o bacterias que combaten cieno a un sitio de meta. Las Figuras 9A y 9B también ilustran la tubería 10 con un par de trabas o cables 60 de arnés idénticos incrustados en la porción 14 inferior. Alternativamente, el lumen 56 secundario y las trabas 60 se pueden practicar separadamente, como en las Figuras 9C y 9D, y la tubería 10 se puede proporcionar con una sola trabaja, más de dos trabas, o trabas no idénticas. Las trabas 60 de preferencia corren cuando menos en la longitud de la tubería 10 y, más preferentemente, se extienden más allá de los extremos próximo y distante de la misma. Alterativamente , cada traba 60 ilustrada se puede proporcionar como dos o más segmentos de traba (no ilustrados) axialmente alineados entre sí y espaciados a lo largo de la longitud de la tubería o ajustarse a presión hacia las cavidades formadas en los extremos de la tubería (no ilustrado) . Las trabas 60 se pueden incorporar en la tubería 10 mediante cualquiera de un número de métodos, pero de preferencia se extruyen hacia la porción 14 inferior durante el método ilustrado en la Figura 6. Las trabas 60 de preferencia están comprendidas de un material no tóxico, no corrosivo que es más fuerte que el material de tubería, tal como acero inoxidable, y pueden tener un diámetro de aproximadamente 1.58765 mm (0.0625 pulgadas) por ejemplo. Otros materiales de trabaja también se pueden usar sin abandonar el alcance de la presente invención. Si el material de traba tiene una gravedad especifica mayor que el material de tubería, las trabas 60 ayudarán a la porción 14 inferior a orientar apropiadamente la tubería 10 dentro de un cuerpo de agua. Consecuentemente, se puede preferir que las trabas 60 se dispongan simétricamente con respecto a la anchura de la tubería 10, como se ilustra en las Figuras 9A y 9B, para asegurar que la tubería 10 esté instalada con las micro hendiduras 22 orientadas hacia arriba. Las trabas 60 se pueden usar para cualquiera de un número de aplicaciones, tales como asegurar la tubería 10 a una ancla sumergida (tal como un poste con un torno de ojo) para impedir el movimiento del mismo bajo flujo debajo del agua fuerte o corrientes tales como operaciones de bombeo mecánicas, corrientes de río fuertes o caídas de lluvia de "lavado". Las trabas 60 también se pueden sujetar al carrete en la tubería 10 para inspección o servicio. En una modalidad, las trabas 60 se extienden entre 2.54 cm y 10.16 cm (1 pulgada y cuatro pulgadas) más allá de los extremos de la tubería 10, pero se pueden extender a una extensión mayor o menor sin abandonar el alcance de la presente invención. El uso de lúmenes secundarios y/o trabas puede disminuir el peso y/o gravedad específica efectiva de la porción inferior, o se puede preferir proporcionar tubería que tiene una porción inferior modificada para asegurar que la tubería sumergida se oriente apropiadamente. Por ejemplo, la figura 9f ilustra la tubería 10a que tiene una "forma de D modificada" en perfil transversal, en donde las paredes 16a laterales se extienden hacia abajo y lateralmente hacia fuera desde la porción 12a superior a una pared 18a de fondo que es más amplia que una anchura o diámetro exterior de la porción 12a superior. En comparación con los perfiles "en forma de D" ilustrados en las Figuras 1A-4B, la porción 14a inferior de la Figura 9f tiene una altura mayor, que aumenta el peso de la porción 14a inferior. Cuando se desea, el peso mayor se puede seleccionar de manera de superar cualquier flotación que se pueda añadir por los lúmenes 56 secundarios y/o trabas 60. Un perfil de "forma de D modificada" también se puede practicar sin lúmenes secundarios o trabas y con una altura de porción inferior comparable con las alturas de porción inferior ilustradas generalmente en las Figuras 1A-4B.. En particular, la tubería que tiene una pared inferior relativamente amplia habría tenido menos tendencia a voltearse y quedar desorientada en condiciones de agua turbulenta. El peso añadido por una porción inferior más substancial también puede mantener la tubería en una orientación vertical, tal como se ilustra en la Figura 9F, o el peso añadido se puede combinar con el fondo relativamente amplio para facilitar la orientación vertical apropiada. Por lo tanto, se puede preferir proporcionar tubería flexible que tiene una pared inferior cuando menos aproximadamente 50% más amplia que la anchura o diámetro exterior de la porción superior. En otra modalidad, el tubo tiene un perfil de "forma de D modificada" con una pared inferior aproximadamente del doble de ancho que la anchura o diámetro exterior de la porción superior. Otras modalidades tienen una anchura de pared inferior apropiada para las necesidades particulares del sistema, tal como entre alrededor de 150% y 200% y por encima de la anchura o diámetro de porción superior. Se apreciará que el lumen secundario y/o trabas se pueden fabricar inicialmente para extenderse más allá de los extremos de la tubería o en su lugar pueden ser coextensivos o algo más cortos que la tubería, en cuyo caso los extremos de la tubería se pueden recortar o cortar para exponer una porción del lumen secundario y/o trabas. Por lo tanto, los términos "extremo próximo" y "extremo distante", k cuando se hace referencia a una tubería de conformidad con la modalidad de la Figura 9, se usan ampliamente para hacer referencia ya sea a la estructura de la tubería como se fabrica o como se sumerge en un cuerpo de agua. Adicionalmente, también se apreciará que los lúmenes secundarios y trabas de conformidad con este aspecto de la presente invención se pueden incorporar en tubería flexible conocida, aún cuando se puede preferir usarlos en combinación con tubería de conformidad con la presente invención. Finalmente, las Figuras 10A-10C ilustran modalidades adicionales de tubería 10 de conformidad con la presente invención. La tubería 10 de las Figuras 10A-10C incluye micro hendiduras 22 dispuestas en una línea a lo largo de la porción 26 más superior, así como micro hendiduras 22a formadas en ubicaciones de la porción 12 superior angularmente espaciadas desde la porción 26 más superior. En la Figura 10A, todas las micro hendiduras, 22, 22a se forman en el mismo plano, mientras que las micro hendiduras 22, 22a están escalonadas a lo largo de la longitud de la tubería 10 de las figuras 10B-10C. Como se ilustra, se puede preferir que las micro hendiduras 22, 22a estén igualmente espacdiadas una de la otra a lo largo de la longitud de la tubería 10, pero el espaciamiento puede variar sin abandonar el alcance de la presente invención. Mientras que muchas aplicaciones se pueden servir mejor mediante micro hendiduras alineadas a lo largo de la porción 26 superior de la tubería 10, otras aplicaciones se ueden beneficiar de micro hendiduras alineadas a lo largo de una línea angularmente espaciada de la porción 16 más superior o micro hendiduras dispuestas en posiciones angulares variables a lo largo de la longitud de la tubería 10. Por lo tanto, la tubería de conformidad con la presente invención no está limitada a una colocación, orientación o disposición específica de micro hendidura. Se entenderá que las modalidades de la presente invención que se han descrito son ilustrativas de algunas de las aplicaciones de los principios de la presente invención. Numerosas modificaciones se pueden hacer por aquellos expertos en el ramo sin abandonar el verdadero espíritu y alcance de la invención, incluyendo aquellas combinaciones de particularidades que se describen o reivindican individualmente en la presente .