Golpe de ariete

Os dejo el excelente trabajo realizado por nuestro compañero Daniel Arnedo sobre el golpe de ariete

FLUIDOS : EL GOLPE DE ARIETE


1. ¿Qué es el golpe de ariete y cuándo se da?

Podríamos definir el golpe de ariete como un fenómeno que se experimenta en hidráulica tras cerrar de forma muy brusca una válvula o grifo en funcionamiento. Así, y tras cerrar de forma repentina la corriente de agua, las partículas del fluido que se han detenido son empujadas por las que vienen inmediatamente detrás y que siguen todavía en movimiento provocando una sobrepresión que llega a alcanzar fácilmente la velocidad del sonido.

                                                (Tuberías dañadas por el fenómeno)


2. ¿Cómo y qué se produce?

La sobrepresión en la cañería produce, y como es obvio, la compresión del fluido, además de la dilatación de la cañería pues al cesar el impulso que la comprimía, el fluido comienza a expandirse. Por otro lado, la tubería que se ha dilatado, tiende a recuperar su forma original originando otra onda de presión, pero esta vez, en sentido contrario dando lugar a una depresión. Si esta nueva onda llega al otro extremo de la tubería y no encuentra la presión atmosférica (por ejemplo, un depósito abierto que pueda haber) la onda se aliviará mediante la compresión del fluido y la dilatación de la tubería.

Hay que tener en cuenta que este fenómeno puede llegar a rebasar hasta en 100 veces la máxima presión que admite la tubería o conducto, por lo que es recomendable evitarlo mediante una serie de  dispositivos que se explican más adelante con el fin de evitar reventones tanto en las cañerías como daños en los posibles accesorios.

La fuerza del golpe de ariete es directamente proporcional a la longitud del conducto, ya que las ondas de sobrepresión se cargarán de más energía, e inversamente proporcional al tiempo durante el cual se cierra la llave: cuanto menos dure el cierre, más fuerte será el golpe.

3. ¿Cómo evitarlo?
Para evitar el golpe de ariete se ha estado instalando hasta ahora las denominadas ''cámaras de aire'' . Se trata de un trozo de caño vertical con tapa, lleno de aire e instalado en la tubería. La misión de la cámara será de amortiguar el golpe en caso de que se produzca un golpe de ariete. No obstante, no hay nada que separe el agua del aire. Llegado el caso, el agua absorbe el aire y la cámara de aire se anega. Por lo general, para que esto ocurra sólo deben transcurrir algunas semanas o meses. Una vez que la cámara de aire se anega, no brinda protección contra el daño producido por el golpe de ariete hidráulico.

También se puede estrangular gradualmente la corriente de fluido, es decir, cortándola con lentitud utilizando para ello, por ejemplo, válvulas de asiento. Cuanto más larga es la tubería, con más lentitud hay que realizar el proceso. Otras formas para evitarlo, es la utilización de estos elementos:

Tanques neumáticos con cámara de aire comprimido.
Ventosas de aireación.
Torres piezométricas, o chimeneas de equilibrio.