El golpe de ariete es un fenómeno a tener muy en cuenta en las conducciones aunque no todo el mundo sabe exactamente lo que es, ni cómo evitarlo. En este post vamos a intentar aclarar todas las dudas.
Un golpe de ariete sucede cuando aumenta de manera repentina la presión de una tubería debido a un cambio brusco en la velocidad del flujo, es decir, es la sobrecarga que sufre el interior de una tubería cuando, de repente, cesa el flujo que se movía en su interior.
Cuanto mayor es la velocidad del líquido y más larga la conducción mayor es la sobrecarga que sufre la tubería. Se llama “golpe de ariete” porque al aumentar bruscamente la presión se escucha un ruido muy parecido al que hace una tubería cuando se golpea con un martillo.
El cese repentino del flujo se debe a muchos motivos pero quizá el más habitual es cuando se cierra una válvula. Por tanto, el golpe de ariete es muy común debido a que se producen de manera recurrente paradas bruscas en el flujo de cualquier tubería.
Cuando se cierra una válvula, el agua más próxima a ella se detiene de manera brusca y es empujada por la que viene detrás, entonces empieza a comprimirse, igual que se comprime el resto del agua, como consecuencia se anula la velocidad inicial, de tal forma que la energía cinética se transforma en una energía de compresión.
Al agotarse la energía cinética inicial, el agua se detiene y comienza la descompresión. Debido a la ley del péndulo se repite el ciclo. La descompresión retrocede hasta la válvula y se vuelve a transformar en compresión, lo que origina en la tubería una serie de variaciones de presión. Este proceso es lo que determina que se produzca el golpe de ariete.
Principales causas del golpe de ariete
Aparte del cierre de una válvula, otras causas del golpe de ariete pueden ser la parada o arranque de una bomba generadora de líquidos o también el movimiento y acumulación de bolsas de aire dentro de la tubería.
Cuando ocurre esto, el movimiento del flujo hace que el aire acumulado en el interior actúe como resorte y fuerce a la tubería con expansiones y compresiones continuas y aleatorias. Estos cambios repentinos pueden elevar la presión en algunos puntos de la tubería y multiplicarla de manera exponencial, incluso hasta por 10.
Es importante recordar que no se debe confundir el golpe de ariete, que solo se escucha al cerrar la válvula, con el ruido que producen las tuberías por sobrepresión o por la velocidad excesiva como consecuencia del exceso de presión.
Cómo evitar el golpe de ariete en tuberías
Hay varias estrategias que podemos emplear para disminuir el efecto del golpe de ariete o el número de veces que se produce en la tubería. Vamos a ver las más utilizadas:
Bajar la velocidad del flujo y tratar de que sea constante
Como hemos visto, las paradas bruscas son las que provocan el golpe de ariete, por eso hay que evitarlas a toda costa, sobre todo si trabajamos con tubos de diámetros grandes. Al llenar el tubo hay que controlar la velocidad de carga para que no suba de los 0.3 metros por segundo hasta que la presión llegue a su valor nominal. Para conseguir ralentizar la velocidad del flujo se utilizan las válvulas de asiento dada su eficacia.
Instalar ventosas de doble efecto
Cuando se instalan estas ventosas se logra purgar el aire que hay dentro de la tubería y cuando se interrumpe el flujo se permite que entre de nuevo. Las ventosas se suelen colocar en puntos altos y bajos o también en tramos largos y rectos. La eficacia de este procedimiento es bastante alta.
Amortiguador hidráulico
Cuando se detecta un golpe de ariete en una instalación se recomienda resolverlo lo antes posible instalando un amortiguador hidráulico lo más cerca que se pueda de la válvula que provoca el golpe de ariete. Esta es una manera muy efectiva de resolver el problema.
Prevenir la entrada de aire
Es importante evitar la entrada de aire en el tubo, de ahí que resulte imprescindible vigilar las bocatomas, rejillas, etc, para que el flujo sea continuo y sin interrupciones. También hay que asegurarse de que las tuberías tienen el diámetro correcto para que el flujo no circule a velocidades demasiado elevadas, porque ya sabemos que este es un aspecto que influye directamente en el golpe de ariete.
Instalar válvulas de seguridad
Por último, otro método para evitar el golpe de ariete sería instalar válvulas de alivio de presión o de retención.
Las primeras actúan una vez se tara una presión definida y una vez la línea supera dicha presión evacúa tanto fluido como sea necesario hasta bajar la presión por debajo de la presión tarada. Las segundas simplemente evitan que el fluido siga el camino opuesto por la tubería, de modo que a menor longitud de tubería disponible, menor sobrecarga tendremos.
Teniendo en cuenta estos aspectos estamos seguros de que el golpe de ariete se reducirá drásticamente y, en algunos casos, incluso podría desaparecer, dependiendo del tipo de conducción y el flujo que circule por ella.
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