GOLPE DE ARIETEIntegrantesMartínez Cortez, SofíaOroña Galindo, KarinaHinostroza Mendoza, AlbertoMandujano Aguilar, FranciPeralta Riccra, AngelSuaña Aguilar, Joel

DEFINICIÓN:

Se denomina golpe de ariete al choque violento que se produce sobre las paredes de un conducto forzado.

En otras palabras, el golpe de ariete se puede presentar en una tubería que conduzca un líquido hasta el tope, cuando se tiene un frenado o una aceleración en el flujo.

CALCULO DEL GOLPE DE ARIETE 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 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 los problemas 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

Ejemplo:

El cambio de abertura en una válvula en la línea.  Al cerrarse rápidamente una válvula en la tubería durante el escurrimiento, el flujo a través de la válvula se reduce, lo cual incrementa la carga del lado aguas arriba de la válvula, iniciándose un pulso de alta presión que se propaga en la dirección contraria a la del escurrimiento. 

Esta onda provoca sobrepresiones y depresiones las cuales deforman las tuberías y eventualmente la destruyen.

EL CORRECTO ESTUDIO DEL GOLPE DE ARIETE

Es fundamental en el dimensionamiento de las tuberías, ya que un cálculo erróneo puede conducir a:

1. Un sobredimensionamiento de las conducciones, con lo que la instalación se encarece de forma innecesaria.

2. Tubería calculada por defecto, con el consiguiente riesgo de que se produzca una rotura.

IMPORTANCIA EN LA INGENIERÍA

En la Ingeniería es muy importante determinar la magnitud de esta sobrepresión con el objeto de poder diseñar las tuberías con suficiente resistencia para soportarla. En las válvulas operadas a discreción la sobrepresión no es muy grande porque se procura que Tv sea grande (cierre lento). Pero en las salidas de operación de equipos (parada de bombas, daño de válvulas, etc.).

MEDIDAS GENERALES CON EL GOLPE DE ARIETE 

El golpe de ariete es combatido, en la práctica, por varias medidas.

Limitación de la velocidad en tuberías. Cierre lento de válvulas o registros.

Empleo de válvulas o dispositivos mecánicos especiales.

Fabricación de tubos con espesor aumentado.

Construcción de pozos de oscilación, capaces de absorber los golpes de ariete, permitiendo la oscilación del agua.

Instalación de cámaras de aire comprimido que proporcionen el amortiguamiento de los golpes.  

CAUSAS Y EFECTOS DE GOLPE DE ARIETE

Causas El golpe de ariete es causado por cierres o

aperturas de válvulas en sistemas de tuberías.

El arranque o parada de una bomba en la línea puede causar presiones de ariete debido a la inercia generada por el agua.

Efectos El golpe de ariete produce daños y rompimiento

de tuberías a causa de las presiones generadas.

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

El golpe de ariete continuará desafiando a ingenieros, operadores, y directores de sistemas de agua porque está asociado con sistemas que no pueden ser definidos exactamente debido al tamaño y largo del sistema de distribución de agua con un perfil ondulante o por la falta de definición de los componentes del sistema tales como las válvulas o las bombas. Existe una necesidad de un acercamiento más práctico mientras que la investigación continúa proporcionando mejores descripciones de la física del golpe de ariete y mientras que las soluciones computacionales proporcionen herramientas más útiles que incluyan esos principios.

RECOMENDACIONES Se recomienda que se utilicen los métodos antes

mencionados para amortiguar el efecto del golpe de ariete como método de anclaje, material de la tubería, un buen análisis de tiempo de cierre vs. Presiones y utilizar las válvulas adecuadas dependiendo de la magnitud de la instalación o la complejidad de la misma. Además se recomienda utilizar las debidas ecuaciones para el cálculo de presiones ya que varían entre si tomando en cuenta diferentes factores. Se debe analizar bien que tipos de tuberías pueden ser aceptables para la magnitud del proyecto para así poder utilizar la más elástica posible dentro de los parámetros requeridos de diseño.