Golpe de ariete

Golpe de ariete. Concepto: Fenómeno físico que ocurre cuando varía bruscamente la presión de un fluido dentro de una tubería.

Golpe de ariete.También conocido como pulso de Zhukowski es el fenómeno físico que ocurre cuando varía bruscamente la presión de un fluido dentro de una tubería, motivado por el cierre o abertura de una llave, grifo o válvula; también puede producirse por la puesta en marcha o detención de un motor o bomba hidráulica. Durante la fluctuación brusca de la presión el líquido fluye a lo largo de la tubería a una velocidad definida como de propagación de la onda de choque.
Las deformaciones elásticas en el líquido y en las paredes de la tubería que provoca este fenómeno se consideran indeseable porque causa frecuentes roturas en las redes hidráulicas de las ciudades y en las instalaciones intradomiciliarias, y también es causante de los sonidos característicos que escuchamos en las tuberías cuando abrimos o cerramos un grifo bruscamente en nuestras casas. Por tal razón, con frecuencia se diseñan válvulas de efecto retardado o se instalan dispositivos de seguridad.

Explicación del fenómeno

Debido a las propiedades ligeramente elásticas del fluido al ocurrir el cerrado brusco de la vávula por donde circula un a cierta velocidad y de cierta longitud, las partículas de fluido que se han detenido son empujadas por las que vienen detrás y que siguen aún en movimiento, situación que provoca el aumento de la presión que se desplaza por la tubería a una velocidad que puede superar la velocidad del sonido en el fluido. Este aumento de presión tiene dos efectos: comprime ligeramente el fluido, reduciendo su volumen, y dilata ligeramente la tubería. Cuando todo el fluido que circulaba en la tubería se ha detenido, cesa el impulso que la comprimía y, por tanto, ésta tiende a expandirse. Por otro lado, la tubería que se había ensanchado ligeramente tiende a retomar su dimensión normal.
Conjuntamente, estos efectos provocan otra onda de presión en el sentido contrario. El fluido se desplaza en dirección contraria pero, al estar la válvula cerrada, se produce una depresión con respecto a la presión normal de la tubería. Al reducirse la presión, el fluido puede pasar a estado gaseoso formando una burbuja mientras que la tubería se contrae. Al alcanzar el otro extremo de la tubería, si la onda no se ve disipada, por ejemplo, en un depósito a presión atmosférica, se reflejará siendo mitigada progresivamente por la propia resistencia a la compresión del fluido y la dilatación de la tubería.

Cálculo del golpe de ariete

Algo de Historia

El científico ruso N. Zhukovski (1847-1921) estudió este fenómeno por primera vez en su obra Sobre el choque hidráulico, como parte de sus indagaciones hidroaeromecánicas, que constituyeron la base teórica para la ulterior comprensión del funcionamiento de la bomba de golpe de ariete o [Ariete hidráulico|ariete hidráulico], lo que demuestra que los fenómenos físicos (y los naturales en general) no deben asumirse como negativos o positivos, sino como leyes que debemos incorporar a nuestro arsenal cognitivo hacia una armónica actuación del hombre en la naturaleza y hacia la plenitud creadora del ser humano.
En una cervecería del condado inglés de Cheshire, John Whitehurst fermentó su ingenio para construir un aparato con un principio de funcionamiento novedoso: accionaba manualmente un grifo en una tubería conectada a un tanque de abasto, en un nivel superior, para provocar el fenómeno físico de golpe de ariete, que permitía elevar el líquido a un tanque de almacenamiento colocado a una altura mayor. Un niño se ocupaba de accionar el artefacto, que funcionó desde 1772 hasta 1800.

Fuentes

Tecnologías para el abasto de agua Bomba de soga Tecnología argentina mejora el acceso al agua en Haití/ Fuentes de energía renovables en CubaGolpe de ArieteGolpe de ArieteGolpe de ariete[1]