Cerrar o abrir válvulas rápidamente, o poner en marcha las bombas para que se detengan, puede causar transitorios de presión en las tuberías conocidos como sobretensiones o golpes de ariete.
Una "golpe de ariete" o " martillo hidráulico” en la tubería o tubo hay un pico de presión causado por un cambio repentino en el caudal.
Se puede crear un golpe de ariete si:
- las válvulas se abren o cierran rápido.
- las bombas se detienen o arrancan repentinamente.
- Partes de la plomería reventaron.
Y la energía de velocidad se convierte en energía de presión. Como el flujo de agua está restringido dentro de una tubería, una onda de choque viajará de un lado a otro a través del agua incompresible en la tubería, desviando todo a su paso.
Como los líquidos tienen una compresibilidad muy baja, la energía de presión resultante puede ser muy alta. Si la intensidad de la onda de choque es alta, se pueden producir daños físicos en el sistema.
La presión máxima del golpe de ariete en una tubería causada por el cierre o la apertura de una válvula se puede estimar como:
Δ pag = 0.070 Δ v l / Δ t (1)
Dónde
Δ p = aumento de presión – presión máxima (psi)
Δ v = cambio en la velocidad del flujo (ft/s)
Δ t = tiempo de cierre de la válvula (s)
l = longitud de la tubería aguas arriba (pies)
- 1 pe (pe) = 0,3048 m
- 1 pe/s = 0,3048 m/s
- 1 psi (lb/in 2 ) = 6894,8 Pa (N/m 2 )
Ejemplo: golpe de ariete generado al cerrar una válvula solenoide
El pico de presión (golpe de ariete) en una tubería de agua de 100 pies donde la velocidad del flujo de agua se reduce en 6 velocidades por segundo para 0 pés/s cuando se cierra una electroválvula 0,1 s – se puede estimar como:
Δ p = 0,070 ((6 pe/s) – (0 pe/s) ) (100 pe) / (0,1 s)
= 42 0 (psi)
Con un horario de cierre de 1 s (válvula solenoide con compuerta) – la presión máxima (golpe de ariete) se puede estimar como:
Δ p = 0,070 ((6 pe/s) – (0 pe/s) ) (100 pe) / (1 s)
= 42 (psi)
Para evitar que golpe de ariete dañar los sistemas de tuberías.
- abrir y cerrar las válvulas lentamente
- utilizar arrancadores suaves para arrancar/detener bombas
Fuente: https://www.engineeringtoolbox.com/water-hammer-d_966.html
