Hidrostatica

Introducción Teórica

Los Golpes de Ariete, también denominados transitorios bruscos, están producidos por variaciones muy rápidas de las condiciones de funcionamiento de una instalación. El ejemplo es el transitorio producido por la desaceleración del fluido como consecuencia del cierre rápido de una válvula.
Una columna de líquido en movimiento tiene determinada cantidad deinercia, que es proporcional a su masa y a la velocidad con que se desplaza. Ante la modificación súbita de la velocidad de desplazamiento del fluido, la inercia que éste posee se convierte en presión, es decir que la energía cinética del fluido se transforma en energía potencial, tan súbitamente como repentina sea dicha modificación. El fenómeno mediante el cual se producen tales modificaciones depresión se conoce con el nombre de Golpe de Ariete. Las capacidades del fluido de modificar su densidad por los efectos de la presión y de las conducciones a deformarse, pasan a jugar un papel fundamental en la descripción de este fenómeno.

Cuanto mayor sea la longitud de la tubería que experimenta el fenómeno (mayor masa líquida) y cuanto mayor sea la velocidad del líquido que se desplazapor ella, tanto mayor será la variación de la presión:

- si la velocidad aumenta, como puede darse el caso, a consecuencia de la apertura repentina de una válvula terminal, se produce una disminución de la presión interior (descompresión) que, dependiendo de su magnitud, puede ocasionar el aplastamiento de la tubería por fuerzas externas o por generación de vacío.
- si la velocidad disminuye,como por efecto del cierre repentino de una válvula, se produce un incremento de presión interior (sobrepresión) que pueden ocasionar la falla por rotura de la tubería.

El efecto del Golpe de Ariete se propaga a lo largo de la tubería en forma de ondas de presión que viajan a gran velocidad, causando una serie de choques violentos contra las paredes del tubo. La velocidad de propagaciónde tales ondas, denominada celeridad, y la resistencia de los conductos a las variaciones de presión que aquellas generan, son función del módulo de compresibilidad del fluido en movimiento y del módulo de elasticidad del material del cual están hechas las tuberías.
Cuanto más elástica sea una tubería, mayor será la disipación de la energía debida a su flexibilidad y más lento será elefecto de propagación de las ondas de presión.
En conclusión, aparte de la compresibilidad del fluido y de la elasticidad de la tubería, tienen influencia en la intensidad del Golpe de Ariete el diámetro, espesor y longitud del tramo, la velocidad del flujo, la rapidez con que varía la velocidad del flujo y la densidad del fluido.

Principales causas del Golpe de Ariete

- Acumulación ymovimiento de burbujas de aire atrapado en la línea.
- Expulsión repentina de aire de una tubería.
- Separación y reencuentro de columnas de líquido.
- Apertura o cierres bruscos, totales o parciales, de válvulas.
- Operación rítmica de válvulas de control o regulación automáticas.
- Arranque o parada de bombas.
- Paradas de emergencia, interrupción súbita en el sistema de propulsión (Ej: falladel
suministro de energía eléctrica).
- Cambios de velocidad en los equipos de propulsión (Ej: bombas de velocidad variable).
- Pulsaciones durante la operación de bombas reciprocantes.
- Cambios de elevación de una cisterna de almacenamiento.
- Acción de ondas en tanques elevados.

Determinación de la posibilidad de Golpe de Ariete

El cierre en una válvula en una tubería provocael corte en la circulación del fluido (reducción de la velocidad de circulación a cero) generándose una onda de presión que aumentará la tensión de trabajo 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...