Subido por rogelio islas trejo

todo sobre golpe de ariete

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Resumen
Se denomina Golpe de Ariete al fenómeno hidráulico transitorio producido por
variaciones de velocidad en el fluido transportado. Este fenómeno consiste en la
propagación de ondas de presión y depresión a lo largo de las conducciones, debido a
la transformación de energía cinética en energía de presión y elástica. Si el Golpe de
Ariete no es efectivamente controlado puede producir la rotura de la tubería por
sobrepresión o por depresión, así como generar serios problemas de operación.
Los transitorios hidráulicos son eventos causados por un cambio en la operación del
sistema que produce una variación de velocidad del fluido, este cambio de velocidad
genera cambios de presión que se propagaran a todo el sistema de tuberías a la
velocidad del sonido, y su celeridad depende de la elasticidad del agua, de las
paredes de la tubería y del suelo.
Abstract
The transitory hydraulic phenomenon produced by speed variations in the transported fluid is
called a water hammer. This phenomenon consists in the propagation of pressure and depression
waves along the conductions, due to the transformation of kinetic energy into pressure and elastic
energy. If the Water Hammer is not effectively controlled, it can cause the pipe to rupture due to
overpressure or depression, as well as to generate serious operation problems.
The hydraulic transients are events caused by a change in the operation of the system that
produces a variation of fluid velocity, this change of speed generates pressure changes that
propagate to the entire pipe system at the speed of sound, and its speed depends of the elasticity
of the water, the walls of the pipe and the floor.
1. INTRODUCCIÓN
Uno de los problemas de mayor envergadura en mecánica de los fluidos, en aplicaciones
de ingeniería es el que se refiere al “golpe de ariete” producido fundamentalmente en
tuberías que trabajan a presión, por la interrupción brusca del flujo del fluido por medio
de una válvula localizada en cualquier punto del sistema. La determinación de la magnitud
del golpe de ariete depende las propiedades elásticas del material de la tubería, del
diámetro interior de esta, el fluido y la velocidad inicial de este.
imagen
CONDICIONES INACEPTABLES EN LAS TUBERÍAS
Incluso en período de operación normal los flujos a lo largo de las tuberías pueden tener deltas de
variación debido a cambios de demanda; las presiones también cambian consecuentemente. Estos
son acontecimientos sobre los que el diseñador y el operador tienen control. El diseñador debe
también evaluar los riesgos y prever la aparición de las situaciones inaceptables en el sistema
hidráulico. Ejemplos de situaciones inaceptables que exponen en 17 FUNDAMENTOS DE
HIDRÁULICA. Segunda parte. Grupo mecánica de fluidos. Universidad Politécnica de Valencia.
Página 435.son las siguientes:
4.2.1. Presiones demasiado altas Son las que conducen a deformaciones permanentes y rupturas
de la tubería y/o de sus componentes, daños en juntas, asientos y anclajes, goteo de la tubería
provocando pérdidas, etc.
4.2.2. Presiones demasiado bajas Son las que pueden causar colapso de la tubería, filtraciones
hacia el interior, contaminación del agua que fluye por el sistema.
4.2.3. Flujo inverso Es el que puede producir daños a los tanques de almacenamiento y a la
tubería ya que genera un choque de ondas.
4.2.4. Movimientos y vibraciones de la tubería Son las que producen fatiga y fallo de soportes,
conductos y peligro mecánico para equipos y estructuras adyacentes.
4.2.5. Velocidades excesivamente bajas Son especialmente en líneas de conducción de sustancias
viscosas, pueden favorecer la solidificación y por consecuencia la obstrucción. Para los intereses
de esta investigación este caso no influye pero es prudente mencionarlo.
Estas condiciones inaceptables o fallos pueden ser creados con enorme facilidad por los flujos
transitorios, rápidamente cambiantes en el interior de una tubería. Tomado de Estudio teórico y
experimental de la bomba de ariete. ACITORES MARTINEZ FANCISCO JAVIER. Universidad Carlos III
de Madrid, Escuela Politécnica Superior. Madrid, Febrero de 2012
Resultados6
El golpe de ariete es combatido, en la práctica, por varias medidas de las cuales mostraremos las
más usadas, con el fin de que sean económicas y prácticas, en el momento de poner en
funcionamiento para prevenir este fenómeno.
 Limitación de la velocidad en tuberías.
 Cierre lento de válvulas o registros. Construcción de piezas que no permitan la obstrucción muy
rápida.
 Empleo de válvulas o dispositivos mecánicos especiales. Válvulas de alivio, cuyas descargas
impiden valores excesivos de presión.
 Fabricación de tubos con espesor aumentado, teniendo en cuenta la sobrepresión admitida.
 Construcción de pozos de oscilación, capaces de absorber los golpes de ariete, permitiendo la
oscilación del agua. Esta solución es adoptada siempre que las condiciones topográficas sean
favorables y las alturas geométricas pequeñas. Los pozos de oscilación deben ser localizados tan
próximos como sea posible de la casa de máquinas.
 Instalación de cámaras de aire comprimido que proporcionen el amortiguamiento de los golpes.
El mantenimiento de estos dispositivos requiere ciertos cuidados, para que sea mantenido el aire
comprimido en las cámaras.
Conclusiones
El golpe de ariete es un efecto que puede producir grandes daños a sistemas hidráulicos y
estructuras relacionadas. Esto no se puede evitar siempre va a ocurrir solo podemos tratar de
alivianar el efecto. Es importante ser meticuloso a la hora de analizar y diseñar en contra de este
efecto para así prevenir accidentes severos. Se debe utilizar las ecuaciones debidas para el tipo de
análisis que se desea ya que dependen y toman en consideración diferentes factores como el
tiempo de cierre, el material de la tubería, si es una instalación pequeña o grande, etc
Se demostró que el cálculo del tiempo de cierre de la válvula es sumamente importante a la hora
de diseñar en contra de este efecto. Ya que si se obtiene un cierre no adecuado o demasiado
rápido se pueden producir presiones sumamente diferentes a las que se calcularon para diseño
debido a la variación de las curvas características por válvula
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%20experimental%20del%20fenomeno%20del%20golpe%20de%20ariete%20po
r%20el%20cierre%20rapido%20de%20una%20valvula%20en%20tuberias.pdf?se
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