Golpe de ariete

“Golpe de Ariete”.
Definición.

El golpe de ariete es una variación de presión ya que consiste en la alteración de depresiones y sobrepresiones debido al movimiento oscilatorio del agua en el interior de una tubería.

Representación gráfica y descripción del fenómeno.

Descripción del fenómeno en abastecimientos por gravedad.

Si al agua que fluye a través de una tubería con unavelocidad determinada se le corta totalmente el paso este volumen de agua será empujado por el volumen del mismo liquido que viene de tras de ella. Por consiguiente, debido a que el agua es un poco compresible, ésta comenzara a comprimirse en las proximidades de la válvula que fue cerrada bruscamente y el resto del líquido comprimirá al que le procede hasta que se anule la velocidad en el agua. Cabeseñalar que después de cierto tiempo toda el agua contenida dentro de la tubería estará en compresión. En consecuencia, el proceso anterior forma una onda de compresión iniciada en la válvula y trasladada al origen de la tubería, esto significa que la energía cinética que lleva el agua se transforma en energía de compresión. Cuando el agua se detiene la energía cinética que contenía se detieney se inicia la descompresión en el origen de la tubería hacia la válvula. Sin embargo, la descompresión no se detiene en el valor de equilibrio, sino que lo sobrepasa para repetir el ciclo. Dicha descompresión supone una depresión que retrocede hasta la válvula para volver a transformarse en compresión, repitiendo el ciclo y originando en el conducto variaciones ondulatorias de presión queconstituyen el golpe de ariete. En consecuencia se producen transformaciones sucesivas de energía cinética en energía de compresión y viceversa lo que hace que básicamente el agua se comporte como un resorte.

Descripción del fenómeno en impulsiones.

En una impulsión, la parada brusca de una bomba que suministra el agua produce el mismo fenómeno pero de manera opuesta, se inicia con una depresiónaguas, en la tubería, que se traslada hacia el final de la tubería para transformarse en compresión que retrocede a la bomba.

El fluido inicialmente circulando con una velocidad v continuará en movimiento a lo largo de la tubería hasta que la depresión a la salida ocasionada por la ausencia de agua, producto del cierre repentino de la bomba, provoque su parada. En esta situación viaja unaonda depresiva hacia la válvula, que además va deteniendo el fluido, de tal manera que al cabo cierto tiempo toda la tubería está bajo los efectos de una depresión y con el líquido en reposo.

Como la presión en el depósito es siempre superior a la de la tubería, que se encuentra bajo los efectos de la depresión, se inicia un retroceso del fluido hacia la válvula de retención con velocidad –v. Conel agua viajando en sentido contrario nuevamente se tiene la presión de partida en la tubería, de manera que después de cierto tiempo toda ella estará sometida a la presión inicial.

Cuando el agua choca contra la válvula de retención el resultado es un brusco aumento de presión y una detención progresiva del fluido. De esta manera, después de cierto tiempo el líquido contenido en la tuberíaestará en reposo y la conducción sometida a una sobrepresión de la misma magnitud que l depresión inicial. Por consiguiente el proceso de descompresión se inicia de nuevo y el agua se pone en movimiento, por lo que al cabo de un tiempo la situación es idéntica a la que se tiene en un principio y el ciclo comienza de nuevo.

Descripción de los métodos de cálculo.

Método práctico para elcálculo del golpe de ariete.

* Calcular previamente la velocidad del agua y, en impulsiones, la altura manométrica de la bomba.

* Obtener el tiempo de parada con la ecuación de Mendiluce. En el caso de abastecimientos por gravedad, el tiempo de cierre de la válvula es conocido.

T=C+ K L vg Hm
Donde:

L es la longitud de la conducción (m).
v es la velocidad del agua (ms).
g es la...