Informacion Golpe ariete

CÁLCULOS
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SOBREPRESIÓN POR GOLPE DE ARIETE
Golpe de ariete es el término utilizado para denominar el choque producido en una
conducción por una súbita disminución en la velocidad del fluido.
El cierre en una válvula en una tubería provoca el corte en la circulación del fluido
(reducción de la velocidad de circulación a cero) generándose una onda de presión
que aumentará la tensión detrabajo esperada en las paredes de la tubería,
pudiendo llegar en casos extremos a su rotura.
Siempre que el tiempo de cierre de la válvula sea inferior al tiempo de
prolongación de ondas de choque (desde la válvula hasta la embocadura de la
tubería y vuelta de nuevo hasta la válvula) se manifestará este fenómeno.

1.1. VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN DE LA ONDA DE PRESIÓN
Para tuberías deformablescomo es nuestro caso (tubo de acero) la expresión
matemática que proponemos es la siguiente:
c=

EB
ρ[1 + ( EB / E )(d / e)]

Donde:
c
= velocidad de la onda de presión
EB
= módulo de elasticidad volumétrico del fluido
E
= módulo elástico (módulo de Young) del material de la tubería
ρ
= densidad del fluido
3
(kg/m )
d
= diámetro exterior de la tubería
e
= espesor de la paredde la tubería

(m/s)
(Pa)
(Pa)

(mm)
(mm)

Densidad y Módulo Elástico Volumétrico del Agua a la Presión Atmosférica

Temp.
(ºC)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
50

Densidad
(Kg/m3)
1000.33
1000.23
1000.13
999.44
998.58
997.38
996.01
994.44
992.58
988.46

Módulo de Young del Acero = 206,01 GPa

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Modulo de elasticidad
Volumétrico (MPa)
1981.62
2050.29
2109.152158.20
2197.44
2236.68
2266.11
2275.92
2285.73
2295.54

CÁLCULOS
1.2

TIEMPO DE PROPAGACIÓN DE LA ONDA DE PRESIÓN
El tiempo de propagación desde la válvula hasta la embocadura de la tubería:
Tp =

2L
c

Donde:
= tiempo de propagación
Tp
L
= longitud de la tubería
1.3

(s)
(m)

DETERMINACIÓN DE LA POSIBILIDAD DE GOLPE DE ARIETE EN
LA CONDUCCIÓN
Siendo Tc = tiempo decierre de la válvula(s), cuando prevea un:
Tc ≤ Tp equivaldrá a un cierre instantáneo, ya que el tiempo de
recorrido de ida y vuelta de la onda de presión es superior al de
cierre. Se producirá Golpe de Ariete.
Tc > Tp no se producirá Golpe de Ariete dado que la onda de presión
regresará a la
válvula sin que esta se encuentre totalmente
cerrada.

1.4

CALCULO DEL AUMENTO DE PRESIÓNPRODUCIDO POR EL
GOLPE DE ARIETE

ΔP = ρcΔV

Donde:
ΔP
= variación de la presión
ΔV
= variación de la velocidad de circulación del fluido
como consecuencia del cierre de la válvula

(Pa)
(m/s)

Para evitar los Golpes de Ariete en aquellas instalaciones donde sea previsible su
aparición, se las deberá equipar con alguno de los dispositivos de protección
siguientes:
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒVálvulas motorizadas con tiempo de maniobra claramente superiores al tiempo de
propagación de la onda.
Estudio del perfil orográfico del trazado de la conducción y ubicación estratégica
de válvulas de retención adecuadas.
Aparatos antiariete que se abren automáticamente cuando la presión sobrepasa el
valor de tasado, cerrándose después lentamente.
Columnas de equilibrio, especialmenteindicadas para conducciones de baja
presión, y para las que presentan un punto alto cerca de las bombas.
Depósito con presión de gas instalado en derivación que permite combatir
eficazmente tanto las depresiones como las sobrepresiones.
Volantes de gran inercia, que acoplados a las bombas centrífugas impiden su
parada brusca.

Mediante la adecuada selección y conjunción de estos medios deprotección, es
posible dotar a la instalación de una seguridad total, evitando incidentes de
explotación y sobredimensionados innecesarios. Ventajas que en muchos casos
compensaran el coste de los equipos de seguridad instalados.

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CÁLCULOS
2

RESISTENCIA
El máximo esfuerzo que debe soportar un material en carga ha de ser una fracción
de su límite elástico.

σadm ≤

σE
η...