GOLPE DE ARIETE

El golpe de ariete es una modificación de la presión en una conducción debida a la variación del estado dinámico del líquido.
La variación de la velocidad de circulación del liquido se produce en el cierre de las válvulas y en las paradas de las bombas.
La fuerza de inercia del líquido en estado dinámico en la conducción, origina tras el cierre de válvulas, unas depresiones y presiones debidas al movimiento ondulatorio de la columna líquida, hasta que se produzca el paro de toda la masa líquida. Las depresiones o sobre presiones empiezan en un máximo al cierre de válvulas o parada del motor, disminuyendo hasta el final, en que desaparecerán, quedando la conducción en régimen estático.
En el valor del golpe de ariete influirán varios factores, tales como la velocidad del fluido dentro de la conducción y el diámetro de la tubería.
Para evitar este incremento del golpe de ariete o sobrepresión creada, se pueden instalar varios elementos como: Válvulas de retención, calderines de aire, chimeneas de equilibrio y válvulas antiariete.
En cualquier sistema se deberá calcular el golpe de ariete y evitarlo o neutralizarlo, esto para evitar roturas en conducciones, daños en grupos de bombeo e incluso posibles accidentes en el personal de servicio.

CAVITACION

La cavitación o aspiración en vacío es un efecto hidrodinámico que se produce cuando el agua o cualquier otro fluido en estado líquido pasa a gran velocidad por una arista afilada, produciendo una descompresión del fluido
Este efecto ocurre cuando se alcanza la presión de vapor del líquido de tal forma que las moléculas que la componen cambian inmediatamente a estado de vapor, formándose burbujas o cavidades. Las burbujas viajan a zonas de mayor presión y cambian su estado, de vapor a líquido súbitamente, lo cual produce una estela de gas y un arranque de metal de la superficie.

ONDAS DE PRESION POR CAVITACION

La implosión causa ondas de presión que viajan en el líquido. Estas pueden chocar con una superficie. Si todas chocan en la misma zona, el material tiende a debilitarse metalúrgicamente y se inicia una erosión que, además de dañar la superficie, provoca que ésta se convierta en una zona de mayor pérdida de presión y por ende de mayor foco de formación de burbujas de vapor. Lo que ocasiona también picaduras sobre la superficie sólida

PROBLEMAS OCACIONADOS

•Daño en los componentes
• pérdida de rendimiento
• Causa mucho ruido

CAVITACION DE DESCARGA

Sucede cuando la descarga de la bomba está muy alta, normalmente en bombas que están funcionando a menos del 10% de su eficiencia. La elevada presión provoca que la mayor parte del fluido circule por dentro de la bomba en vez de salir por la zona de descarga. A medida que el líquido fluye alrededor del rodete debe de pasar a una velocidad muy elevada a través de una pequeña apertura de la bomba. Esta velocidad provoca un vacío, lo cual provoca que el líquido se transforme en vapor, lo cual puede ocasionar que se rompa el eje del rodete.

CAVITACION DE SUCCION

Ocurre cuando la succión de la bomba se encuentra en condiciones de baja presión/alto vacío que hace que el líquido se transforme en vapor a la entrada. Este vapor es transportado a la zona de descarga donde el vacío desaparece y el vapor del líquido es comprimido debido a la presión. Se produce en ese momento una implosión sobre la superficie del rodete de la bomba. Esto origina el fallo prematuro de la bomba.

CALCULOS

• El valor del tiempo que tarda en anularse la onda de presión y sobrepresión influye en el golpe de ariete de modo que a menor tiempo, mayor golpe.
• Esto se debe no sólo al cierre de las válvulas, sino también al paro del motor que acciona a la bomba de la conducción.

Para hacer los calculos es necesaio tomar en cuenta lo siguiente:

El tiempo en segundos, el coeficienteque se determina según la pendiente de la conducción, la K que es el valor que depende de la conducción, la longitud real de la conducción en mts, la velocidad del agua en la conducción en m/s, la constante de la gravedad (9,8 m/seg2) y la altura manométrica en metros que en realidad es el tiempo que tarda en anularse la onda de presión y sobrepresión.

Se considerará la longitud L desde la toma de agua hasta el depósito o hasta el primer punto de salida (conducciones de instalación para riego)


CELERIDAD O ACELERACION

Es la celeridad de propagación del fenómeno y en su calculo se utilizan las siguientes variables:

G= Factor sin dimensión (depende del material de la tubería)
D= Diámetro interior en mm
e= espesor del tubo en mm.
G= 106/E ; siendo E el coeficiente de elasticidad del material en Kg/cm2

sabiendo los datos anteriores es posible calcular el golpe de ariete en un sistema de tuberias, esto con el fin de evitar el desgaste y los problemas subsecuentes ocacionados por el golpe de ariete.