Ariete hidarulico

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Antecedentes
Desde la antigüedad el hombre ha utilizado la energía hidráulica con el fin de disminuir el esfuerzo físico en las labores más duras, para moler granos (un molino de moler acoplado a una rueda hidráulica), para obtener electricidad (generador eléctrico acoplado a una turbina hidráulica) y para bombear agua (malacate, noria y ariete hidráulico).
El descubrimiento delprincipio básico del ariete hidráulico y su primera aplicación práctica se debe a John Whistehurst, el cual construyó un aparato en el año 1972 que fue utilizado en una fábrica de cerveza. Su invención consistía en una tubería inclinada de 183 metros de longitud y 1½ pulgadas de diámetro conectada a un tanque de entrega, con una cámara de aire, controlada por una válvula. La tubería tenía una válvula ensu extremo, operada con la mano; esta válvula se encontraba a 5 metros por debajo del nivel del agua del tanque de abasto.
Funcionamiento
Para que el ariete hidráulico funcione solamente bastará conectarlo a una fuente de agua que tenga cierto desnivel topográfico entre el espejo de agua y el ariete. Este desnivel no es más que una energía potencial, que al descender el agua por el efecto de lagravedad se convierte en energía cinética (Ec=½mv2), que es la energía que utiliza el ariete para bombear parte del caudal que la entra hasta alturas de varios metros, con solo la energía de la misma corriente o tubería que lo abastece.
El cierre brusco de una tubería, al cortar la corriente, provoca un aumento instantáneo de la presión del agua. Esta zona de alta presión se propaga rápidamente(con la velocidad del sonido). Este fenómeno se denomina “golpe de ariete”. Los arietes se utilizan para abastecimiento doméstico de agua, suministro a los animales, y otros usos en pequeña escala.
Características técnicas
La altura normal de elevación es de 8 a 10 veces la diferencia de altura (desnivel) de la fuente de agua que lo abastece con respecto al punto de entrada, o su equivalenteen presión hidráulica dentro de una tubería. Un equipo que disponga de una tubería de entrada de 4 pulgadas (102 mm), y una tubería de salida de 2 pulgadas (51 mm), puede entregar un litro de agua por segundo.
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Mecanismos y su función

Mecanismos del ariete hidráulico
Válvula de cierre. El agua, procedente de un recipiente o canal (1) entra con velocidad por el tubo de acceso al ariete(3) y su fuerza hace cerrar una válvula (4) que conduce a un pequeño tubo de alivio, ayudada por un contrapeso (6), lo cual provoca que se incremente bruscamente su presión.
Campana de aire. Es un depósito cerrado al cual penetra el agua a presión cuando se cierra la válvula del tubo de alivio. Este aumento de presión en la campana provoca que se cierre otra válvula en el tubo de acceso (5),precisamente en el punto de entrada a la campana.
Depósito de agua. El aire comprimido en la campana impele el agua por un tubo de descarga o salida (7) hasta un depósito (tanque) elevado (9). Al caer la presión en el tubo de entrada, la válvula de cierre (5) vuelve a cerrarse, comenzando de nuevo el ciclo.
Inclusor de aire. Es un pequeño orificio de 1,5 mm a 2 mm de diámetro, con un alambre decobre que pasa por él con cierta holgura para permitirle a la cámara de aire tomar alguna burbuja en cada golpe de ariete y mantener la presión en la cámara de aire. Por supuesto, también saldrá una pequeña cantidad de agua en cada golpe de ariete. Pero si no hay cámara de aire que actúe como amortiguadora del golpe de ariete, este mismo rompería el dispositivo y dejaría de funcionar.
Ajustes
Elajuste adecuado se logra mediante el tornillo tensor de la pletina resorte y el de la carrera hasta regular el caudal requerido de trabajo. El único mantenimiento consiste en retirar las hojas u otro material del filtro en la toma de agua y las gomas de las válvulas cuando se gasten o deterioren.
Recomendaciones
Dado que la presión de funcionamiento en el interior del ariete hidráulico es...