El golpe de ariete en sistemas de filtración

Redacción Interempresas14/10/2021

El golpe de ariete o golpe de pulso de Zhukowski es, al igual que la cavitación, el primer problema que origina averías de gravedad en tuberías y en equipos hidráulicos. Llamamos golpe de ariete al fenómeno que se produce en instalaciones hidráulicas producido por las variaciones de velocidad en el agua transportada. Esta variación produce ondas de presión y depresión, que presentan una gran energía cinética que puede producir roturas en las instalaciones.

Estos transitorios hidráulicos (cambian el régimen normal de funcionamiento de la instalación) generalmente son producidos por:

Roturas de tuberías.
Arranque y paradas de bombas.
Llenada y vaciado de tuberías (incluso cambios bruscos de demanda).
Apertura o cierre rápido de válvulas.

Toda aquella empresa que diseña una instalación hidráulica, debe tener en consideración a los golpes de ariete y, además, debe emplear elementos de control para evitarlos. Los elementos más comunes que se utilizan en instalaciones hidráulicas son:

Válvulas anticipadoras de ondas. Son válvulas hidráulicas de diafragma que se instalan fuera de la línea de operación hidráulica y se abren en reacción a una caída de presión súbita por parada de la bomba. También alivian la presión excesiva que pueda tener el sistema.

Tanques hidroneumáticos de membrana o compresor. En este caso son depósitos metálicos donde se almacena aire a presión que mediante un sistema de sondas compensa los desequilibrios hidráulicos del sistema.

Chimeneas de equilibrio. Son las grandes columnas de cemento y ladrillo que se suelen ver en algunas estaciones de bombeo. En este caso, el principio es similar a los tanques hidroneumáticos y se trata de compensar hidráulicamente el sistema en caso de golpe de ariete.

Normalmente el equipo de ingeniería del proyecto tiene claro que tiene que proteger las bombas del temido golpe de ariete, y calcula y diseña todo perfectamente para proteger a la instalación, ya que siempre es el elemento de mayor inversión en una instalación hidráulica. El problema es que a veces no se considera integrar a los sistemas de filtración dentro de la zona de protección de este golpe hidráulico.

Los sistemas de filtración (lecho, anillas o malla) están dimensionados y calculados para trabajar a la presión establecida de diseño de la red y calculados para (en función de la presión de diseño) aguantar hasta 1,5 veces su presión de diseño. El problema es cuando existen presiones negativas o presiones a contra-flujo producidas por un retorno de agua brusco (como hemos dicho por parada bombas, rotura…). Estas presiones, en sentido contrario a la instalación de los filtros, pueden producir desde rotura de placas porta-crepinas en los filtros de lecho hasta deformaciones irreparables en las mallas y anillas del sistema.

Recordemos que estos sistemas trabajan presurizados dentro de la red hidráulica y, por lo tanto, independientemente del sistema de protección, debemos integrar el sistema de filtrado dentro de la zona de protección del golpe de ariete.

El departamento de ingeniería de Lama aconseja y diseña sistemas de filtración acorde a las especificaciones de sus clientes, a los cuales deben aconsejar sobre esta problemática tan común en los equipos hidráulicos.