Guía Práctica

Concepto de Pérdida de carga y Golpe de ariete

Este es un concepto que no es fácil de explicar, ya que es bastante técnico. No obstante intentaremos explicar algunos conceptos básicos, pues es interesante para entender el funcionamiento de algún tipo de válvula.

En palabras sencillas podemos decir que la pérdida de carga es una consecuencia de las dificultades que encuentra un fluido a lo largo de su recorrido en atravesar las tuberías, accesorios y válvulas.

Algunos ejemplos de pérdida de carga

  • Una tubería larga tiene mayor pérdida de carga que una corta.
  • Una tubería con el interior rugoso tiene mayor pérdida de carga que una lisa.
  • Una tubería de pequeño diámetro tiene mas pérdida de carga que una grande.
  • Un circuito lleno de curvas tiene mayor pérdida de carga que uno recto.
  • Una curva pequeña tiene mayor pérdida de carga que una grande.
  • Una válvula a medio abrir tiene mas pérdida de carga que totalmente abierta.
  • Las aristas vivas ocasionan pérdidas de carga muy elevadas.
  • Los estrechamientos del circuitos ocasionan grandes pérdidas de carga.
  • Un fluido circulando a gran velocidad tiene más pérdida de carga que cuando circula lentamente

Todos estos obstáculos se traducen en que se necesita una bomba mayor (y en consecuencia, mayor consumo de energía) para hacer circular la misma cantidad de fluido a través de la instalación. Otra consecuencia secundaria, pero muy molesta, es que las pérdidas de carga en ocasiones crean grandes turbulencias, con el consiguiente ruido. Esto se puede comprobar fácilmente cuando se abre tan sólo un poco una válvula de esfera. El ruido que ocasiona es muy superior al de la misma válvula totalmente abierta.

Por ello es muy importante que, a la hora de diseñar un circuito o una válvula, se preste mucha atención a pequeños detalles, tales como evitar aristas vivas, hacer los radios y curvas lo mas grandes posible. En definitiva debe buscarse que la válvula, y el circuito, sean lo mas “aerodinámicos” posible.

Golpe de ariete

En la descripción de características de algunas válvulas, por ejemplo las de compuerta, se indica, libre de golpe de ariete. Este es un concepto difícil de explicar técnicamente y casi imposible de calcular a priori. Pero en cambio es fácil de entender si recurrimos al consabido símil con el automóvil.

El golpe de ariete es un fenómeno que se produce cuando un fluido que está circulando, se detiene de forma súbita o brusca. Exactamente lo mismo que ocurre cuando un automóvil frena en seco o colisiona con un obstáculo rígido.

En el caso de los fluidos, lo que ocurre es una súbita elevación de la presión cuando se cierra bruscamente la válvula. Esta elevación de presión puede alcanzar valores muy elevados (30 ó 40 veces superiores a la presión estática), aunque, afortunadamente, de muy poca duración.

La definición de este fenómeno en inglés “hammer effect” es más ajustada a la realidad, es decir “efecto martillo”, ya que es como si todo el circuito fuera golpeado con un golpe seco dado por un martillo. La única forma de evitar el golpe de ariete consiste en cerrar la válvula progresivamente, como ocurre con la válvula de control (Unicap) y la de compuerta (Sthanca). En cambio las válvulas de bola son propensas a causar este fenómeno cuando se accionan con brusquedad.

Una manera de aminorar los efectos del golpe de ariete cuando no se puede producir un cierre progresivo, consiste en colocar algún elemento elástico intercalado en el circuito de modo que absorba las vibraciones y diferencias de presión producidas por el golpe de ariete. A corto plazo normalmente no ocurre nada, pero cualquier circuito sometido a frecuentes golpes de ariete acaba deteriorándose por su punto más débil.

Conviene aclarar que el golpe de ariete se produce siempre cuando se interrumpe el paso de un fluido, nunca cuando se abre.

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