Golpe de ariete

República Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular Para la Defensa

Universidad Nacional Experimental

Politécnica de las Fuerzas Armadas

Núcleo Maracay, Sede Cagua

Golpe de Ariete

        El golpe de ariete, también llamado el pulso de Zhukowski es uno de los fenómenos más importantes y estudiados en la dinámica tanto de los fluidos como de los gases, esencialmente resulta relevante para una amplia variedad de temas, contextos y áreas como el desarrollo industrial, la hidráulica, la prevención de accidentes y el establecimiento de nuevas precauciones para el desempeño de labores que empleen maquinaria pesada, por mencionar algunos. Áreas para las cuales resulta indispensable el tener en cuenta la naturaleza de tal fenómeno serian aquellas referentes al diseño de sistemas de tuberías, o de cualquier sistema donde circulen fluidos, como es el caso de las turbo maquinas.

        Teniendo en cuenta lo antes expuesto, el fenómeno conocido como el golpe de ariete consiste en un tipo de comportamiento dado en los fluidos con cierta elasticidad, que puede ser relativa o no en el caso de los fluidos no compresibles donde su elasticidad y propensión a ser comprimidos es despreciada por representar un valor ínfimo para ciertos estudios. Este fenómeno se origina cuando a un fluido elástico que se desplaza como una corriente a través de un conducto se le niega repentinamente el paso por tal conducto, como por ejemplo al cerrar bruscamente una válvula de paso, provocando que el fluido que está más atrás de la obstrucción, y que aún mantiene su energía cinética, envié una onda de fuerza que aumenta la presión en la válvula y los alrededores de la tubería cercanos a tal válvula de tal manera que a medida que la onda se aproxima a la válvula la presión se aproxima a su mayor valor, este efecto provoca la rápida compresión del fluido en dicha zona y la dilatación de la tubería en caso de que ceda ante el aumento de presión. Una vez que todo el fluido se ha detenido en la tubería aquel que está siendo comprimido se descomprime para retomar su dimensión normal, mientras que la tubería también trata de retomar su dimensión, ya sea por la descompresión del fluido o por la posición de la estructura de la tubería a permanecer deformada, provocando que la onda inicial que comprimió el fluido sea redirigida en dirección contraria a la válvula u obstrucción a través de la misma tubería. Al tener un aumento y descenso que pueden ser diametralmente opuestos, tomando en consideración la presión normal del fluido por la tubería, el fluido tiende a pasar a un estado gaseoso formando una burbuja mientras la tubería se retrae, tal burbuja es resultado de lo que se conoce como efecto de cavitación y suele desaparecer instantáneamente tras el restablecimiento de la presión normal por la disipación de la onda reflejada.

        En el área de la industria este efecto es de suma relevancia, principalmente en la prevención de accidentes y en el cuidado y mantenimiento de los equipos y de la infraestructura puesto que este efecto es uno de los motivos más importantes del deterioro en infraestructura de tuberías, donde el cierre de válvulas puede ser algo común para muchos sistemas que manejan grandes presiones con regularidad y por ende cuentan con sistemas de seguridad que tienen por objetivo cerrar rápidamente válvulas de seguridad estratégicamente establecidas a través de las tuberías para emergencias, tales sistemas están en la obligación de contemplar las implicaciones del efecto del golpe de ariete pues los daños que sufre la estructura de una tubería a causa de las deformaciones por la compresión y descompresión del fluido que se desplazaba hasta hacia instantes es un motivo claro de preocupación para los diseñadores porque puede decantar en una multitud de accidentes, daños y desastres en general, por ejemplo, si en una tubería se presentara una rápida obstrucción de uno o varios segmentos de tubería que estuviesen transportando un fluido como el agua, la cual es generalmente considerada como un fluido no compresible para la simplificación del estudio de su dinámica, que presenta una elasticidad muy baja, pero que sin embargo posee, existe la posibilidad de que si la presión no se disipa correctamente, en caso de que las válvulas circundante y los puntos débiles como los codos toleraran el maltrato, puede deformar bastante el sistema de tuberías, agrietar las paredes o hasta redirigir la presión a áreas no deseadas.

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