Golpe de Ariete

Cátedra de Ingeniería Rural

Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Agrícola de Ciudad Real

Tema 10. El golpe de ariete
1. Descripción del fenómeno
2. Valor de la celeridad
3. Tiempo de cierre de la válvula y tiempo de parada en bombas.
Cierre lento y cierre rápido.
4. Cálculo de la sobrepresión producida por el golpe de ariete.
Fórmulas de Michaud y Allievi
5. Método prácticopara el cálculo del golpe de ariete
6. Métodos para reducir el efecto del golpe de ariete

1. Descripción del fenómeno.
El fenómeno del golpe de ariete, también denominado transitorio,
consiste en la alternancia de depresiones y sobrepresiones debido al
movimiento oscilatorio del agua en el interior de la tubería, es decir,
básicamente es una variación de presión, y se puede producir tanto enimpulsiones como en abastecimientos por gravedad.
El valor de la sobrepresión debe tenerse en cuenta a la hora de
dimensionar las tuberías, mientras que, en general, el peligro de rotura debido
a la depresión no es importante, más aún si los diámetros son pequeños. No
obstante, si el valor de la depresión iguala a la tensión de vapor del líquido se
producirá cavitación, y al llegar la fasede sobrepresión estas cavidades de
vapor se destruirán bruscamente, pudiendo darse el caso, no muy frecuente,
de que el valor de la sobrepresión producida rebase a la de cálculo, con el
consiguiente riesgo de rotura. Los principales elementos protectores en este
caso serían las ventosas y los calderines, como estudiaremos posteriormente.
Por lo tanto, el correcto estudio del golpe de arietees fundamental en el
dimensionamiento de las tuberías, ya que un cálculo erróneo puede conducir a:
1. Un sobredimensionamiento de las conducciones, con lo que la
instalación se encarece de forma innecesaria.

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2. Tubería calculada por defecto, con el consiguiente riesgo de que
seproduzca una rotura.

Descripción del fenómeno en abastecimientos por gravedad
Si el agua se mueve por una tubería con una velocidad determinada y
mediante una válvula se le corta el paso totalmente, el agua más próxima a la
válvula se detendrá bruscamente y será empujada por la que viene detrás.
Como el agua es algo compresible, empezará a comprimirse en las
proximidades de la válvula, y el restodel líquido comprimirá al que le precede
hasta que se anule su velocidad. Esta compresión se va trasladando hacia el
origen conforme el agua va comprimiendo al límite la que le precede, de
manera que al cabo de un cierto tiempo todo el agua de la tubería está en
estas condiciones, concluyendo la primera etapa del golpe de ariete.
En definitiva, se forma una onda de máxima compresión que seinicia en
las proximidades de la válvula y se traslada al origen. La energía cinética que
lleva el agua se transforma en energía de compresión.
Cuando el agua se detiene, ha agotado su energía cinética y se inicia la
descompresión en el origen de la conducción trasladándose hacia la válvula, y
por la ley pendular esta descompresión no se detiene en el valor de equilibrio,
sino que losobrepasa para repetir el ciclo. Esta descompresión supone una
depresión, que retrocede hasta la válvula para volver a transformarse en
compresión, repitiendo el ciclo y originando en el conducto unas variaciones
ondulatorias de presión que constituyen el golpe de ariete.
En definitiva, se producen transformaciones sucesivas de energía
cinética en energía de compresión y viceversa, comportándose elagua como
un resorte.

Descripción del fenómeno en impulsiones
En una impulsión, la parada brusca de motores produce el mismo
fenómeno, pero al contrario, es decir, se inicia una depresión aguas arriba de la

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bomba, que se traslada hacia el final para transformarse en compresión que...