Golpe de Ariete.
1.- Introducción.
Se llama golpe de ariete a una modificación de la presión en una conducción debida a la variación del estado dinámico del líquido.
En las paradas de las bombas, en el cierre de las válvulas, etc., se produce esta variación de la velocidad de la circulación del líquido conducido en la tubería.
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La presión máxima que soporta la tubería,(positiva o negativa), será la suma o resta del incremento del valor del golpe de ariete ()H) a la presión estática de dicha conducción.
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 sobrepresiones 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 tiempo de parada, que a su vez que a su vez puede ser el cierre de la válvula de compuerta o el paro del motor. Otros factores serían: lavelocidad del agua dentro de la conducción, el diámetro de la tubería, etc. etc.
Para evitar este incremento del golpe de ariete o sobrepresión creada, se instalarán varios elementos como: Válvulas de retención, calderines de aire, chimeneas de equilibrio, válvulas antiariete, etc.
El primer efecto de la parada o modificación de la velocidad del líquido, originará una depresión (o caída de presiónen la conducción, salvándose con la instalación de una ventosa en el tramo más cercano a la válvula de compuerta accionada, comunicándose de esta forma el líquido de la conducción con el exterior, no llegando nunca a ser la presión de la tubería mayor que la atmosférica.
Esta depresión se debe calcular pues puede ocasionar un golpe de ariete negativo (Nunca utilizaremos tuberías de PVC o PE de 4atm. de timbraje, pues la depresión interior cuando sea mayor de 0,45 atm deformará esta tubería y ocasionará roturas).
En cualquier conducción, tanto en elevación como en descenso, se deberá calcular el golpe de ariete y evitarlo o neutralizarlo, evitándose roturas en conducciones, daños en grupos de bombeo e incluso posibles accidentes en el personal de servicio.
Normalmente dentro de lasinstalaciones de riego por aspersión o riegos localizados, no se producen estos «golpes» al estar en comunicación el agua con el aire exterior a través de los aspersores o goteros (aunque no se anula totalmente, lo que se asegura es que el valor que puede alcanzar no superará la suma de las pérdidas de carga y la presión disponible en los aspersores)
2.- Cálculo.
Vamos detallando cada uno de losfactores que integrarán su solución
2.1.- Tiempo de parada.
El valor del tiempo de parada influye en el golpe de ariete de modo que a menor tiempo, mayor golpe. Se debe no sólo al cierre de las válvulas, sino también al paro del motor que acciona a la bomba de la conducción y por consiguiente siempre tendremos la obligación de su cálculo.
El valor del tiempo de parada viene expresado por unafórmula empírica, que expresa el tiempo en segundos,
Siendo: [pic]
T= Tiempo de parada en segundos.
C= Coeficiente según la pendiente de la conducción.
K= Valor que depende de la conducción.
L= Longitud real de la conducción en mts.
V= Velocidad del agua en la conducción en m/s
g= Constante de la gravedad (9,8 m/seg2)
Hm= Altura manométrica en metros.
(En realidad es el tiempo que tarda enanularse 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)
Valores de C
|Pendiente |C |
|40% |0 |
|33% |0,5 |
|20% 0 < |1 |
[pic][pic]
Valores de K…