Golpe de Ariete

Se le denomina golpe de ariete al fuerte choque que se produce en las paredes de un sistema hidráulico debido al movimiento del fluido que pasa a través de él. La causa de este golpe es lainterrupción o aceleración brusca del fluido que se genera al abrir o cerrar alguna válvula. Este fenómeno hidráulico es una de las principales causas de deterioro y daños en un sistema de tuberías, por lo quese han diseñado algunos sistemas para evitarlo.
El golpe de ariete puede ser positivo o negativo. Si se cierra repentinamente una válvula se presenta un golpe de ariete positivo o sobrepresión. Porotro lado, se produce la subpresión o el golpe de ariete negativo cuando se abre súbitamente la válvula.

En la siguiente imagen, se puede observar la representación gráfica de la variación depresión entre una tubería con flujo constante y otra con flujo estatico debido a la válvula cerrada.

Para analizar el golpe de ariete producido en una tubería debido a un fluido, es necesario calculartres cosas:
Velocidad de propagación de la onda de presión
c=√(Eb/ρ[1+(Eb/E)(d/e)] )
Donde:
c = Velocidad de la onda de presión (m/s)
Eb = Módulo de elasticidad volumétrico del fluido (Pa)
E =Módulo elástico del material de la tubería (Pa)
ρ = Densidad del fluido (kg/m3)
d = Diámetro exterior de la tubería (mm)
e = Espesor de la pared de la tubería (mm)
Tiempo de propagación de laonda de presión
Tp=2L/c
Donde:
Tp = Tiempo de propagación (s)
L = Longitud de la tubería (m)
c = Velocidad de la onda (m/s)
Aumento de presión producido por el golpe de ariete
ΔP=pcΔV
Donde:ΔP = Variación de la presión (Pa)
ΔV = Variación de la velocidad de circulación del fluido

Existen diversos sistemas diseñados para evitar el golpe de ariete. Una de las alternativas es utilizarválvulas de asiento, las cuales consisten en un cierre gradualmente lento para detener el flujo. Mientras más larga es la tubería, mayor tiempo se requerirá para cerrar la válvula. Por otro lado,...