las consonantes

ıGolpe de ariete


El golpe de ariete o pulso de Zhukowski, llamado así por el ingeniero ruso Nikolái Zhukovski, es junto a la cavitación, el principal causante de averías en tuberías e instalaciones hidráulicas.


Material destruido por un "golpe de ariete".
El golpe de ariete se origina debido a que el fluido es ligeramente elástico (aunque en diversas situaciones se puede considerarcomo un fluido no compresible). En consecuencia, cuando se cierra bruscamente una válvula o un grifo instalado en el extremo de una tuberíade cierta longitud, las partículas de fluido que se han detenido son empujadas por las que vienen inmediatamente detrás y que siguen aún en movimiento. Esto origina una sobrepresión que se desplaza por la tubería a una velocidad que puede superar la velocidad delsonido en el fluido. Esta sobrepresión tiene dos efectos: comprime ligeramente el fluido, reduciendo su volumen, y dilata ligeramente la tubería. Cuando todo el fluido que circulaba en la tubería se ha detenido, cesa el impulso que la comprimía y, por tanto, ésta tiende a expandirse. Por otro lado, la tubería que se había ensanchado ligeramente tiende a retomar su dimensión normal. Conjuntamente,estos efectos provocan otra onda de presión en el sentido contrario. El fluido se desplaza en dirección contraria pero, al estar la válvula cerrada, se produce una depresión con respecto a la presión normal de la tubería. Al reducirse la presión, el fluido puede pasar a estadogaseoso formando una burbuja mientras que la tubería se contrae. Al alcanzar el otro extremo de la tubería, si la onda nose ve disipada, por ejemplo, en un depósito a presión atmosférica, se reflejará siendo mitigada progresivamente por la propia resistencia a la compresión del fluido y la dilatación de la tubería.
Si el cierre o apertura de la válvula es brusco, es decir, si el tiempo de cierre es menor que el tiempo que tarda la onda en recorrer la tubería ida y vuelta, la sobrepresión máxima se calcula como
,donde:
 es la velocidad de la onda (velocidad relativa respecto al fluido) de sobrepresión o depresión,
 es la velocidad media del fluido, en régimen,
 es la aceleración de la gravedad.
A su vez, la velocidad de la onda se calcula como:

donde:
 es el módulo elástico del fluido,
 es la densidad del fluido,
 es el módulo de elasticidad (módulo de Young) de la tubería que naturalmentedepende del material de la misma,
 es el espesor de las paredes de la tubería,
 es el diámetro de la tubería.
Para el caso particular de tener agua como fluido:


Esta expresión se llega a la fórmula de Allievi:

donde se introduce una variable (lambda) que depende del material de la tubería, y a modo de referencia se da el siguiente valor:

El problema del golpe de ariete es uno de losproblemas más complejos de la hidráulica, y se resuelve generalmente mediante modelos matemáticos que permiten simular el comportamiento del sistema.
Las bombas de ariete funcionan gracias a este fenómeno.
Índice
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1 Consecuencias
2 Dispositivos para controlar el golpe de ariete
3 Véase también
4 Referencias
5 Enlaces externos
[editar]Consecuencias
Este fenómeno es muy peligroso,ya que la sobrepresión generada puede llegar a entre 60 y 100 veces la presión normal de la tubería, ocasionando roturas en los accesorios instalados en los extremos (grifos, válvulas, etc).
La fuerza del golpe de ariete es directamente proporcional a la longitud del conducto, ya que las ondas de sobrepresión se cargarán de más energía, e inversamente proporcional al tiempo durante el cual secierra la llave: cuanto menos dura el cierre, más fuerte será el golpe.
El golpe de ariete estropea el sistema de abastecimiento de fluido, a veces hace reventar tuberías de hierro colado, ensancha las de plomo, arranca codos instalados, etc,
[editar]Dispositivos para controlar el golpe de ariete
Para evitar este efecto, existen diversos sistemas:
Para evitar los golpes de ariete causados por el...