Golpe de ariete es el aumento de presión que recorre una tubería cuando el flujo de líquido se detiene o arranca demasiado rápido. La columna de líquido en movimiento tiene inercia y, cuando una válvula se cierra de golpe o una bomba se desconecta, esa inercia se convierte en un pico agudo de presión que puede reventar tuberías, agrietar accesorios y destrozar bombas y válvulas de retención.
El líquido es casi incompresible, por lo que una columna que se mueve por una tubería se comporta como un tren pesado y rápido sin frenos. Detenerlo de forma súbita hace que su energía cinética no tenga otro sitio donde ir más que a presión.
El tamaño del pulso depende de la rapidez con que se detenga el flujo y de la velocidad a la que viaja la onda de presión: la relación de Joukowsky muestra que el aumento de presión pico es igual a la densidad del fluido por la velocidad de la onda de presión por el cambio de velocidad.
Una parada rápida de un flujo veloz produce un pico muy grande.
La solución principal es ralentizar el cambio de velocidad. Cierra las válvulas despacio, usa válvulas accionadas con tiempos de cierre controlados e instala válvulas de retención del tamaño correcto, de acción rápida o asistidas por muelle.
En el lado de la bomba, el arranque y parada controlados con un arrancador suave o un variador de frecuencia (VFD) hacen que el flujo aumente o disminuya gradualmente en vez de conmutarlo.
La protección contra sobrepresiones, como cámaras de aire, acumuladores y tanques de alivio, ofrece a la onda de presión un lugar donde disiparse.
Los mismos transitorios rápidos que causan el golpe de ariete también pueden reducir la presión de succión lo suficiente como para provocar cavitación, y los pulsos repetidos fatigan juntas, soportes e internos de la bomba. Operar un sistema de forma suave, cerca del punto de eficiencia de la bomba y con NPSH adecuada, evita ambos problemas.
Los picos de presión y la vibración que causan son exactamente lo que una plataforma de monitorización puede registrar. Las sobrepresiones repetidas aparecen como eventos de presión y vibración, y señalarlas convierte una falla por fatiga lenta en trabajo planificado. Fabrico detecta esa señal y asigna la tarea. Reserva una demostración de Fabrico para verlo.
Un cambio súbito en la velocidad del flujo: una válvula que se cierra demasiado rápido, una bomba que se para, o una válvula de retención que se cierra de golpe al invertirse el flujo. La inercia del líquido se convierte en un pulso de presión.
Ralentizando el cambio de velocidad: cierra las válvulas despacio, usa arranques y paradas de bomba controlados, instala válvulas de retención de acción rápida y añade protección contra sobrepresiones como cámaras de aire o tanques de alivio.
Sí. El pulso de presión y el flujo inverso pueden golpear válvulas de retención, agrietar carcasas y accesorios, y los choques repetidos fatigan los internos de la bomba y los soportes de la tubería.
Son distintos, pero los mismos transitorios rápidos que causan el golpe de ariete pueden reducir la presión de succión y provocar cavitación, por lo que un sistema bien operado evita ambos problemas.
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