Las empresas de agua están preocupadas por el problema de los colapsos de tuberías, ya que las interrupciones del servicio conducen a escasez de agua. Los colapsos de tuberías pueden ocurrir durante la fase de mantenimiento cuando las columnas de agua comprimen los bolsillos de aire atrapado, aumentando así la presión. Analizar los bolsillos de aire atrapado es complejo debido a la necesidad de resolver numéricamente un sistema de ecuaciones diferenciales. Actualmente, las empresas de agua necesitan más herramientas para realizar este análisis de manera efectiva. Esta investigación proporciona una solución numérica al problema de los bolsillos de aire atrapado en tuberías que puede ser utilizada para predecir las operaciones de llenado. El estudio desarrolla una solución analítica para examinar el proceso de llenado. Se muestra una aplicación práctica, considerando una tubería de 600 m de longitud con un diámetro interno de 400 mm. En comparación con los modelos matemáticos existentes, los resultados de las nuevas ecuaciones analíticas demuestran su efectividad como una nueva herramienta para calcular las principales variables hidráulicas y termodinámicas involucradas en este problema.