GOLPE DE ARIETENOMBRE: DIEGO ARMANDO FLORES CRUZ

FECHA: 20 DE MARZO

Efecto del golpe de ariete

El golpe de ariete es una onda de presión u onda producen cuando un fluido en movimiento se ve obligado a detenerse o cambiar de dirección repentinamente. El golpe de ariete se produce comúnmente cuando una válvula se cierra de repente en un extremo de un sistema de tuberías, y una onda de presión se propaga en el tubo. También se le llama choque hidráulico.

Esta onda de presión puede causar grandes problemas, el ruido y las vibraciones a un colapso de la tubería. Es posible reducir los efectos de los pulsos de golpe de ariete con acumuladores y otras características.

Los cálculos aproximados se pueden realizar utilizando la ecuación Joukowsky, o los más precisos utilizando el método de las características.

Causa y efecto

Si el tubo se cerró de repente en la salida, la masa de agua antes de que el cierre todavía se está moviendo hacia adelante con una cierta velocidad, la creación de una alta presión y las ondas de choque. En fontanería doméstica esto se experimenta como un fuerte estruendo parecido a un ruido de martilleo. El golpe de ariete puede causar tuberías para romper si la presión es lo suficientemente alta. Las trampas de aire o tubos de soporte a veces se añaden como amortiguadores a los sistemas de agua para proporcionar un amortiguador para absorber la fuerza del agua en movimiento para evitar daños en el sistema.

En las estaciones de generación hidroeléctrica, el agua viaja a lo largo del túnel o de la tubería puede ser impedido de entrar en una turbina mediante el cierre de una válvula. Sin embargo, si, por ejemplo, se encuentra a 14 km del túnel de 7,7 m de diámetro, lleno de agua que viaja a 3,75 m/s, que representa una gran cantidad de energía cinética que debe ser detenido. Esto se consigue con frecuencia por una chimenea de equilibrio abierto en la parte superior, en la que fluye el agua. A medida que el agua se eleva hasta el eje, la conversión de la energía cinética en energía potencial, que desacelera el agua en el túnel. En algunas estaciones de HEP, lo que parece una torre de agua es en realidad uno de estos dispositivos, conocida en estos casos como un depósito de compensación.

En el hogar, el golpe de ariete puede ocurrir cuando un lavavajillas, lavadora, de tocador o cierra el flujo de agua. El resultado puede ser escuchado como una fuerte explosión, golpeo repetitivo, o como algunos estremecimientos.

Métodos para reducir el efecto del golpe de ariete.

Volante de inercia.- Consiste en incorporar a la parte rotatoria del grupo de impulsión un volante cuya inercia retarde la pérdida de revoluciones del motor, y en consecuencia, aumente el tiempo de parada de la bomba, con la consiguiente minoración de las sobrepresiones. Este sistema crea una serie de problemas mecánicos, mayores cuanto mayor sea el peso del volante.

Chimeneas de equilibrio.- Consiste en una tubería de diámetro superior al de la tubería, colocada verticalmente y abierta en su extremo superior a la atmósfera, de tal forma que su altura sea siempre superior a la presión de la tubería en el punto donde se instala en régimen permanente.

Este dispositivo facilita la oscilación de la masa de agua, eliminando la sobrepresión de parada, por lo que sería el mejor sistema de protección si no fuera pos aspectos constructivos y económicos. Sólo es aplicable en instalaciones de poca altura de elevación.

Calderín.- Consiste en un recipiente metálico parcialmente lleno de aire que se encuentra comprimido a la presión manométrica. Existen modelos en donde el aire se encuentra aislado del fluido mediante una vejiga, con lo que se evita su disolución en el agua.

Válvulas de alivio rápido.- Son de dispositivas que permiten de forma automática y casi instantánea la salida de la cantidad necesaria de agua para que la presión máxima en el interior de la tubería no exceda un valor límite prefijado.

Suelen proteger una longitud máxima de impulsión el orden de 2 km. Los fabricantes suelen suministrar las curvas de funcionamiento de estas válvulas, hecho que facilita su elección en función de las características de la impulsión.

Válvulas anticipadoras de onda.- Estas válvulas están diseñadas para que se produzca su apertura en el momento de parada de la bomba y cuando se produce la depresión inicial, de tal forma que cuando vuelva a la válvula la onda de sobrepresión, ésta se encuentre totalmente abierta, minimizando al máximo las sobrepresiones que el transitorio puede originar.

Ventosas.- Dependiendo de su función, permiten la eliminación del aire acumulado en el interior de la tubería, admisión de aire cuando la presión en el interior es menor que la atmosférica y la eliminación del aire que circula en suspensión en el flujo bajo presión.

Válvulas de retención.- Estas válvulas funcionan de manera que sólo permiten el flujo de agua en un sentido, por lo que también se conocen como válvulas anti-retorno.