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Los sistemas hidráulicos son propensos a varios inconvenientes, que afectan tanto su funcionamiento e integridad estructural como sus componentes; por ejemplo, tuberías, válvula reguladora de presión, entre otros. Uno de ellos se llama golpe de ariete y es un problema serio, que es necesario evitar o aminorar. En esta publicación, mencionaremos en qué consisten, sus causas, efectos y las medidas para prevenirlo, evitando paros operativos.

 

¿En qué consiste el golpe de ariete?

 

Este fenómeno es conocido igual como Pulso de Zhukovski, debido al ingeniero que lo describió: Nikolai Yegórovich Zhukovski. Junto con la cavitación en válvulas reductoras y otros componentes, se trata de uno de los principales causantes de daños en los sistemas hidráulicos, principalmente en tuberías. El golpe de ariete consiste en un aumento repentino de la presión en el sistema, que se da ante variaciones abruptas de velocidad o dirección del fluido.

 

Esto pasa si una válvula reguladora de presión o de otro tipo es cerrada o abierta de forma repentina, deteniendo la circulación del líquido y haciendo que la energía de presión sea transferida a las paredes de las tuberías o a la válvula. Una manera de entender mejor este fenómeno es a través de su desarrollo:

 

● El fluido se detiene súbitamente, aunque la corriente ejerce presión en él.

● La energía de presión es transferida a las paredes de la tubería y a la válvula reguladora de presión u otra.

● En el interior del sistema son activadas las ondas expansivas.

● Las ondas de presión se mueven en dirección contraria.

● El líquido se mueve en sentido contrario, lo que deriva en depresión con respecto a la presión normal de la tubería.

● Ocurre una compresión del agua cerca de la válvula, haciendo que rebote en el sistema.

● El resto será comprimido hasta que su velocidad sea anulada.

Ahora bien, The National Environmental Services Center publicó un texto del Dr. Michael Lahlou con el nombre «El golpe de ariete», donde define a este fenómeno como aquellas fluctuaciones en la presión que ocurren ante un aumento o reducción de la velocidad del flujo, que llegan a ser bastante agresivas, al grado de romper la tubería del sistema involucrada. En otras palabras, se trata de la variación de presiones causadas por el movimiento del fluido contenido por una tubería.

 

En su forma menos agresiva, el Golpe de Ariete es conocido entre los expertos de manómetros y válvulas como «oscilación». Consiste en el movimiento de una masa de agua, pero de forma lenta y similar a una ola. Esta es causada por fluctuaciones de presión dentro del sistema. Puede comprenderse como una onda de presión formada gradualmente.

 

¿Realmente es tan peligroso el golpe de ariete?

 

El texto «Dispositivos para controlar el golpe de ariete» del ingeniero Alberto Pinto que se publicó en la página de Ingeniería Real, menciona que se trata de un fenómeno bastante peligroso. Pero ¿qué tan peligroso? Consideren que, en comparación con la presión normal en la tubería, el aumento de presión incrementa desde 60 hasta 100 veces, lo que es suficiente para causar daños muy graves en el sistema y comprometer el bienestar de los usuarios.

 

Es importante señalar que la oscilación y el golpe de ariete hacen referencia a presiones transitorias y, la falta de control adecuado, resultará en daños similares, ya sea daños en los distintos tipos de válvulas industriales, tuberías y accesorios, fugas y disminución del ciclo de vida del sistema hidráulico.

 

¿Por qué ocurre el golpe de ariete?

 

Afortunadamente, se trata de un fenómeno que puede prevenirse. Para ello, es importante que determinen la zona en la que se presenta el golpe, su duración y las causas que lo han provocado, por ejemplo, uso de válvulas deterioradas o inadecuadas para la aplicación.

 

Los expertos mencionan cuatro causas que derivan en cambios considerables de presión:

 

  • Apertura y cierre repentinos de la válvula, debido a que cambiará la velocidad de forma rápida, lo que resulta en una oscilación potencial de presión.
  • Arranque de bomba, haciendo que colapse rápidamente el espacio vacío existente en el agua bajo la bomba.
  • Problemas de potencia en la bomba, que provocan una variación rápida en la energía de suministro del agua, lo que aumenta la presión en la parte de succión y reduce la presión en la parte de descarga.
  • Operación inadecuada del sistema o de los dispositivos de protección, debido a un sobredimensionamiento de la válvula de alivio, ya sea por una mala elección o a causa de exceso de presión.

 

¿Cómo prevenirlo?

 

Como mencionamos puede prevenirse si aplican las siguientes medidas:

  • Abran o cierren de forma lenta las válvulas o registros.
  • Reduzcan la velocidad del flujo en el sistema.
  • Instalen válvulas u otros componentes especiales diseñados para contrarrestar el golpe de ariete.
  • Coloquen cámaras de aire comprimido para amortiguar los impactos.
  • Usen tubos con un mayor espesor.
  • Construyan pozos de oscilación.

 

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