Ingenieria Mecanica

GOLPE DE ARIETE.

“Golpe de Ariete” (o pulso de joukowski) se llama a las abruptas diferencias de presión que se suceden en una línea de bombeo. Los arranques o paradas de las

Bombas, apertura o cierre de válvulas son algunas de las razones para que estos

Sucesos puedan llegar a desarrollar una gran fuerza destructiva.

Causas

Son distintas las causas las causas que se produce este fenómeno aquí las describimos una a una para identificarla

Baja compresibilidad:

La primer causa a la cual se suma el resto es la baja compresibilidad del agua, para darles un dato concreto el agua se puede comprimir pero hace falta mucha presión, por ejemplo para comprimir 100 lts de agua a 20 º C hacen falta 1.050 kg / cm2 (o sea una columna de agua de 105.00 metros de alto) para reducir el volumen en tan sólo un 4%. Si el agua tuviera la capacidad de compresión del aire, o de los gases en general, este efecto no ocurriría. Los gases tienen sus moléculas mucho más separadas y ésta condición permite que su compresión requiera mucha menos presión. Esta diferencia es lo que hace que el golpe de ariete sea una situación común en los sistemas de bombeo y no en los de ventilación

Velocidad de Circulación:

Uno de los agravantes de éste fenómeno es la velocidad de circulación. Es definitoria la velocidad a la que se movilice el líquido, también la desaceleración. No tenemos que olvidar que cada litro de agua es un kilo de agua en movimiento. Cuando bombeamos manejamos cientos (miles o un más) de litros por minuto, por lo que la masa que está en movimiento será de cientos de kilos o toneladas circulando por la cañería, lo que hace pensar que el ejemplo del tren en el túnel no es tan desacertado.

Cuestión de Tamaño:

La velocidad a que este flujo circule tiene relación directa con la sección de la cañería en la que lo haga.

• La velocidad (m/seg.) a que circule el líquido en el caño se calcula del

cociente del caudal (m3/seg.) sobre la sección de la tubería (m2). Por lo que cuanto menor sea la cañería mayor será la velocidad y más propicia la situación para que sucedan los “golpes de ariete”.

• La velocidad de circulación máxima dependerá de las particularidades del sistema: líquido y su densidad; caudales; material de las tuberías, velocidades de apertura y cierre de válvulas; etc. Lo ideal es siempre no superar lo 2 (a 2.5) m/seg. Siempre teniendo en cuenta que la velocidad mínima para agua limpia es de 0.5 m/seg. Y para líquidos cloacales de 1 m/seg

Diseño: Muchas veces el diseño de la instalación suma posibilidades de que ocurra el efecto no deseado. Si la velocidad de circulación es alta debemos lograr que los giros que deba hacer el líquido sean en el menor ángulo posible. Evitar reducciones o válvulas a medio cerrar que disminuyan el paso.

Número de bombas: Es común que en un sistema de bombeo tengamos dos bombas trabajando en paralelo (muchas veces más de dos). Cuando dos electrobombas trabajan en paralelo el caudal de los equipos. De aquí surgen dos observaciones, la cañería no está correctamente dimensionada para el cual resulte tendremos mucha velocidad de circulación, así sumamos posibilidades.

Todo lo que sube: Otra situación que agrava este efecto es el largo de las cañerías y su desarrollo en el alto. Cuando tenemos cañerías que elevan en altura gran cantidad de metros (en vertical en pendiente) al detenerse el equipo esa masa líquida que estaba en movimiento en sentido ascendente se detiene y por efecto de la gravedad invierte su sentido de circulación cayendo, dependiendo de cuan brusca sea la detención del equipo y el volumen que estás en movimiento será la gravedad del golpe de ariete.

Aceleración

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