tipos de arietes

Cátedra de Ingeniería Rural
Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Agrícola de Ciudad Real

Tema 11. 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 práctico para elcálculo del golpe de ariete
6. Métodos para reducir el efecto del golpe de ariete

1. Descripción del fenómeno.
El fenómeno del golpe de ariete 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 en impulsiones 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 de la
tubería 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 a la fase de sobrepresión estas
cavidades de vaporse destruirán bruscamente, pudiendo darse el caso, no
muy frecuente, de que el valor de la sobrepresión rebase al de cálculo, con el
consiguiente riesgo e rotura. Los elementos protectores en este caso serían las
ventosas y los calderines, como estudiaremos posteriormente.
Por lo tanto, el correcto estudio del golpe de ariete es fundamental
cuando se pretende dimensionar una tubería, ya que unerror en su cálculo
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
se produzca una rotura.

Descripción del fenómeno en abastecimientos por gravedad
Si elagua 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 resto del líquido comprimirá al que la precede
hasta que se anule su velocidad. Estacompresión se va trasladando hacia el
origen a medida que el agua va comprimiendo al límite a la que le precede.
En definitiva, se forma una onda de máxima compresión que se inicia 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
descompresiónen 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 lo sobrepasa 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 queconstituyen el golpe de ariete.
En definitiva, se producen transformaciones sucesivas de energía
cinética en energía de compresión y viceversa, comportándose el agua 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
bomba, que se traslada hacia elfinal para transformarse en compresión que
retrocede a la bomba.

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En efecto, cuando se produce la parada del grupo de bombeo, el fluido,
inicialmente circulando con velocidad v, continuará en movimiento a lo largo de
la tubería hasta que la depresión a la salida del grupo ocasionada por la...