golpe de ariete.ppt

Universidad Autónoma del Estado de México
Facultad de Ingeniería
Abastecimiento de Agua
Potable y Alcantarillado
GOLPE DE ARIETE

GOLPE DE ARIETE
ES UN TERMINO QUE SE UTILIZA PARA DESCRIBIR EL CHOQUE
PRODUCIDO POR UNA SUBITA DISMINUCION EN LA VELOCIDAD DEL
FLUIDO.
EL GOLPE DE ARIETE ES UN GOLPE VIOLENTO QUE SE PRODUCE
SOBRE LAS PAREDES DE UN CONDUCTO FORZADO, CUANDO EL
MOVIMIENTO ES MODIFICADO
LA FÍSICA RECONOCE EL FENÓMENO DENOMINADO GOLPE DE
ARIETE O CHOQUE HIDRÁULICO, QUE OCURRE CUANDO VARÍA
BRUSCAMENTE LA PRESIÓN DE UN FLUIDO DENTRO DE UNA
TUBERÍA, MOTIVADO POR EL CIERRE O ABERTURA DE UNA LLAVE,
GRIFO O VÁLVULA; TAMBIÉN PUEDE PRODUCIRSE POR LA PUESTA
EN MARCHA O DETENCIÓN DE UN MOTOR O BOMBA HIDRÁULICA.
DURANTE LA FLUCTUACIÓN BRUSCA DE LA PRESIÓN EL LÍQUIDO
FLUYE A LO LARGO DE LA TUBERÍA A UNA VELOCIDAD DEFINIDA
COMO DE PROPAGACIÓN DE LA ONDA DE CHOQUE

El golpe de ariete es un fenómeno oscilatorio donde las causas mas
frecuentes son:
El apagado brutal de una o varias bombas de alimentación de una
tubería que conduce agua hasta un tanque de almacenamiento.
El arranque de una bomba.
El cerrado instantáneo ó demasiado rápido de una compuerta de
seccionamiento o de una compuerta de obturación localizada al final
de la tubería.
Nota: El golpe de ariete puede causar rupturas en la tubería y daños
irreparables en los equipos electromecánicos.
Cuando uno de estas acciones ocurre durante el funcionamiento de un
sistema , se genera una onda de presión, golpe de ariete. Las altas
presiones que se generan mediante tales ondas pueden dañar la
tubería. La presión máxima, pmax, generada por el golpe de ariete
es una función de la densidad del líquido, , la velocidad de flujo
inicial, 0, y el módulo volumétrico de un fluido, E.

Habitualmente en el análisis y el diseño de las instalaciones hidráulicas
se considera su comportamiento en condiciones estacionarias donde las
magnitudes hidráulicas de la instalación (caudales y presiones)
permanecen constantes en el tiempo, al ser también invariables las
condiciones de funcionamiento de la instalación: Condiciones de contorno
(consumos y alturas de los depósitos) y el estado de sus elementos
(grado de apertura de las válvulas y velocidad de giro de las turbo
máquinas). En realidad una instalación hidráulica es un sistema dinámico
y jamás se halla en estado estacionario, ya que las condiciones de
funcionamiento que determinan las variables hidráulicas varían en el
tiempo con una mayor o menor rapidez.

El análisis o el diseño adecuados de una instalación pasa por conocer la
respuesta temporal de las variables hidráulicas de la instalación con el
fin de evitar situaciones indeseables como:
•Presiones excesivamente altas o excesivamente bajas.
•Flujo inverso.
•Movimiento y vibraciones de las tuberías.
•Velocidades excesivamente bajas.

Los resultados de estas situaciones pueden variar desde lo
ligeramente inconveniente hasta lo desastroso. Ejemplos de lo
primero podrían ser la interrupción momentánea del abastecimiento o
una caída de la presión en los nudos de consumo y de lo segundo la
destrucción de una estación de bombeo, un desastre
medioambiental, una explosión o un incendio.

El comportamiento dinámico de la instalación, denominado transitorio,
es aquel que tiene lugar entre dos situaciones estacionarias de la
instalación, puede estar producido por diferentes causas que suelen
además determinar la naturaleza del transitorio. Dichas causas pueden
ser:
Una maniobra del operador.
La mala selección de un componente.
Un acontecimiento externo a la instalación.
Problemas que se generan lentamente o de manera inadvertida.

Sobre algunas de las causas anteriores el diseñador o el operador
pueden tener cierto control, como por ejemplo el arranque o parada
controlados de las turbo máquinas (bombas o turbinas) y el cierre o
apertura de las válvulas. Por el contrario, existen causas sobre las que
no existe control alguno tales como el corte del suministro eléctrico o la
rotura de una tubería. El hecho de que existan en la producción de
transitorios causas de naturaleza incontrolada, no exonera a los
diseñadores y operadores de prever el riesgo de que estas puedan
tener lugar y deben dotar a la instalación, en la medida de lo posible,
de los elementos que eliminen o minimicen los efectos indeseados de
los transitorios.

TIPOS DE TRANSITORIOS
La naturaleza de los transitorios viene definida por la rapidez e
intensidad con la que se producen las causas que los provocan. Las
hipótesis de las que se parte en el estudio de los transitorios también
están relacionadas con dicha naturaleza. Los transitorios en las
instalaciones hidráulicas se pueden dividir en:
Suaves
Bruscos

Transitorios suaves
Suelen estar producidos por variaciones lentas de las condiciones de
funcionamiento tales como la variación de los consumos o de las
alturas de los depósitos de la instalación o por aperturas o cierres
lentos de las válvulas. En estos transitorios se consideran el fluido
incompresible y las tuberías rígidas. Estas hipótesis implican que una
modificación de una condición de funcionamiento influye de forma
instantánea en el resto de la instalación, propagándose su efecto a
velocidad infinita. Las variables hidráulicas que se consideran en este
tipo de transitorios, al igual que en el estudio del estado estacionario,
son las alturas piezométricas en los nodos y el caudal en las líneas
pero aquí son funciones del tiempo.

En el caso de tubería de sección constante A y longitud L como la de
la Figura 1 la ecuación que relaciona las alturas piezométricas y el
caudal (q) que circula por ella en el caso de un transitorio suave es:

Hi y Hj: Alturas piezométricas en los extremos de la tubería
Rij: Resistencia de la tubería
q: Gasto
L: Longitud
A: Área de la sección transversal
g: Gravedad
La ecuación anterior debe ser completada con las condiciones
iniciales: Hi(0), Hj(0) y q(0) y de contorno expresadas
matemáticamente como Fi (t, Hi ,q) =0 y Fj (t, Hj, q)=0.

Transitorios bruscos
También denominados Golpes de Ariete, están producidos por
variaciones muy rápidas de las condiciones de funcionamiento de la
instalación, el ejemplo es el transitorio producido por la
desaceleración del fluido consecuencia del cierre rápido de una
válvula. Al estudiar este tipo de transitorios no es posible seguir
manteniendo las hipótesis de un fluido incompresible y conducciones
indeformables. Por el contrario, las capacidades del fluido de modificar
su densidad por los efectos de la
Presión y de las conducciones de deformarse pasan a jugar un papel
fundamental en la descripción del fenómeno.

En el Golpe de Ariete el efecto de modificar una condición de
funcionamiento se transmite al resto de la instalación a una
velocidad finita. Las variables hidráulicas son la altura
piezométrica y el caudal (velocidad media) en cada punto de la
instalación, matemáticamente expresados como una función de
la posición en la instalación y del tiempo.

Para el ejemplo mencionado anteriormente de una tubería de
sección constante A y longitud L la altura piezométrica H(x,t) y el
caudal q(x,t) en un punto de la conducción están relacionados por
la siguientes ecuaciones diferenciales:
siendo f el factor de fricción de Darcy y a la denominada celeridad
de la onda de presión
Este sistema de ecuaciones se podrá resolver añadiendo al
problema las condiciones iniciales, H(x,0) y q(x,0) y las de
contorno Fi(t,Hi,qi)=0 y Fj(t,Hj,qj)=0 siendo Hi=H(t,L), Hj=H(t,0),
qi=q(t,L) y qj=q(t,L).

Golpe de ariete producido por el cierre instantáneo de una
válvula
Comparada con aquellas correspondientes al estado estacionario o a un
transitorio suave, las ecuaciones que describen el golpe de ariete presentan una
mayor complejidad. No obstante no es necesario resolver estas ecuaciones para
conocer, al menos cualitativamente, algunos de los aspectos más importantes
del golpe de ariete. La descripción cualitativa de un caso sencillo de golpe de
ariete, pero no por ello poco frecuente, como es el transitorio producido en la
instalación de la Figura 2 por el cierre instantáneo de la válvula situada al final
de la tubería.

La instalación está compuesta por un depósito abierto a la atmósfera cuya
superficie libre se mantiene en una cota constante. De este depósito parte una
tubería horizontal de sección circular de diámetro D y longitud L. En el extremo
aguas abajo de la tubería se halla una válvula V. En el instante inicial la válvula
posee una cierta apertura, por ejemplo completamente abierta, y por la tubería
circula un caudal q0 (velocidad media v0) que depende del nivel en el depósito,
las características de la tubería y la válvula y del resto de la instalación aguas
abajo. Por simplificar la descripción se va a despreciar las pérdidas de carga en
la tubería por lo que en el instante inicial la línea piezométrica de la instalación
será la de la Figura 2.

En instante inicial se cierra completamente la válvula lo que causa que la rodaja
de fluido adyacente a ésta sea frenada anulándose su velocidad.
Simultáneamente, por la acción del resto del fluido que hay en la tubería
comprime a esta rodaja aumentando su presión a un valor hD + H m.c.f. muy por
encima de la que le correspondería en reposo. Debido a la compresibilidad del
fluido y a la capacidad de deformarse de la tubería, la compresión aumenta la
densidad del fluido (disminuye su volumen específico) y la zona de la tubería que
lo rodea se dilata. Este efecto permite que el resto del fluido que hay en la tubería
no acuse inmediatamente el cierre de la válvula y continúe moviéndose hacia ésta
a la misma velocidad v0

A medida que transcurre el tiempo desde el instante inicial, la parada y
compresión va alcanzando sucesivamente a más rodajas de fluido que van
quedando en las condiciones antes descritas. Un observador que se moviera en la
dirección y con la velocidad del fluido v0 observaría el fenómeno descrito como la
acción de un pulso de presión de valor H m.c.f. que en el instante inicial se crea en
la válvula y se propaga aguas arriba de ésta a una velocidad finita a, denominada
celeridad, el fluido que queda detrás del frente del pulso queda detenido y a una
presión hD + H m.c.f.

Cuando el pulso u onda de compresión alcanza el depósito en el instante
t=L/a (en realidad respecto a un observador fijo la onda viaja a una velocidad
a-v0 pero normalmente a>>v0) todo el fluido en la tubería se encuentra en
reposo, a una presión hD+H m.c.f. y la tubería expandida. Debido a que el
depósito impone en el extremo de la tubería una condición de presión
constante igual a hD m.c.f., esta situación de desequilibrio hace que la rodaja
de fluido de la tubería adyacente al depósito empiece a moverse hacia el
depósito con velocidad v0, decayendo su presión al valor que había antes del
cierre (hD m.c.f. si despreciamos la energía cinética) y volviendo la porción
de tubería que lo rodea a su estado normal.

El efecto descrito es la reflexión del pulso de compresión que llega al depósito y
cambia convirtiéndose en un pulso de descompresión que se traslada hacia la
válvula con una celeridad a. El fluido de la zona de la tubería por la que ha
pasado el frente de esta onda permanece a una presión hD m.c.f. y moviéndose
hacia el depósito a una velocidad v0

Al llegar la onda de descompresión en el instante t = 2L/a a la válvula y no
poder mantener ésta la condición de flujo a su través, la rodaja de fluido
adyacente se frena, lo que genera una subpresión de - H m.c.f. respecto de
la presión en condiciones estáticas. El pulso de subpresión se mueve a una
Celeridad a en dirección aguas arriba de la válvula hacia el depósito, dejando
tras de sí el fluido en reposo, a una presión hD-H y la tubería contraída. En
este caso la válvula ha reflejado la onda de descompresión pero sin cambiar
el signo del pulso

Al llegar el pulso de subpresión al depósito en el instante t=3L/a, éste la
refleja como hizo en el caso de la onda de compresión, salvo que la onda
que viaja hacia la válvula deja tras de sí el fluido moviéndose hacia la
válvula con una velocidad v0, a una presión igual a la que existía en el
instante del cierre y la tubería en su estado normal

En el instante t = 4L/a la situación de la instalación es idéntica a
la que se había en el momento del cierre por lo que vuelven a
repetirse los cuatro períodos descritos. Este transitorio no tiene
fin ya que al haber despreciado la fricción no se está incluyendo
ningún efecto de disipación que permita amortiguar los pulsos de
presión y el fluido llegue a pararse definitivamente como ocurriría
en la realidad.

El fenómeno que se ha
descrito sería similar al
que ocurre cuando la
máquina de tren es
detenida
instantáneamente. Las
uniones elásticas entre
los vagones jugarían el
mismo papel de la
compresibilidad del
fluido y la
deformabilidad de la
tubería en el caso del
golpe de ariete

El fenómeno también se puede explicar con una gráfica de
presiones presentadas durante el golpe de ariete
(la presión va disminuyendo)
Caso con fricción en el tubo
Caso sin fricción en el tubo
T
H
T = (2L / C)
Sobrepresión
Depresión
Depresión
(-)
(-)
(+)
(+)
(+)
Ha
(presión estática)

CELERIDAD Y PULSO DE JOUKOWSKY

En la descripción que se ha realizado del golpe de ariete que
tiene lugar en la instalación por el cierre instantáneo de la
válvula, se introdujeron las magnitudes de celeridad de la
onda a y magnitud del pulso de presión H. Estas dos
magnitudes están relacionadas con los demás parámetros
geométricos y operacionales de la instalación en cuestión

La celeridad de la onda es
función de las características
elásticas del sistema fluido
tubería. Se puede demostrar
que en el caso de un líquido
sin fase gaseosa que fluye por
una tubería de pared delgada
de espesor e y sección circular
de diámetro D la celeridad de
la onda (también denominada
característica de la tubería)
viene dada por:
CELERIDAD
donde K y r son el módulo de
compresibilidad y la densidad del fluido, E
es el módulo de Young del material del que
está construido la tubería y c es un
coeficiente que depende del tipo de
anclaje de ésta última. En el caso de un
buen anclaje con juntas de dilatación su
valor es la unidad. Por ejemplo el agua
tiene un módulo de compresibilidad de
2.2X109 N/m2 y una densidad de 1000
kg/m3. En el caso de una tubería de PVC
(E=2.75X109) de diámetro 49 mm y
espesor de 7 mm el valor de la celeridad
es 577.4 m/s.

Nota: Si existe una cantidad de gas disuelta en el líquido y se
separa de ésta última, la celeridad se ve modificada ya que cambian
las propiedades del fluido al pasar éste a ser este una mezcla
bifásica con valores de K y r distintos de los correspondientes a la
fase líquida. La presencia de una fase gaseosa hace que la mezcla
bifásica que forma el fluido sea más compresible y la celeridad
disminuya.

Pulso de onda, Fórmula de Joukowski
Las ecuaciones integrales de continuidad y
cantidad de movimiento pueden aplicarse
para obtener el valor del pulso de presión o
pulso de Joukowski producido por una
variación v de la velocidad en una tubería de
característica a resultando:
expresada en altura de columna del fluido. Si
se trata de un cierre instantáneo como el del
ejemplo descrito v=-v0 y el valor del pulso es:

TIEMPO DE CIERRE
Hasta este punto en el ejemplo presentado se ha considerado el
golpe de ariete que tiene lugar con el cierre instantáneo de la válvula.
Si el cierre se produce en un tiempo finito, denominado tiempo de
cierre tc, las sobrepresiones y subpresiones a las que va a estar
sometida la tubería van a ser diferentes según el valor de tc. Si el
cierre es rápido, es decir tc <2L/a, las sobrepresiones y subpresiones
alcanzadas van a ser las mismas que en el caso del cierre
instantáneo. En cambio si el cierre es lento, tc >2L/a, los
mencionados valores máximos son inferiores a los que se producen
en el caso del cierre rápido.

Para obtener el valor máximo
de la sobrepresión que se
alcanza en un cierre lento
habría que proceder a resolver
las ecuaciones diferenciales del
fenómeno por alguno de los
métodos existentes, no
obstante se han propuesto
fórmulas que proporcionan, con
mayor o menor exactitud,
dichos valores máximos. Entre
las más conocidas están las
debidas
MICHAUD:
ALLIEVI:

ALLIEVI:
CON:
La ecuación de Allievi indica que la fórmula proporciona el
valor de la sobre presión (+) y el de la subpresión (-).

La celeridad puede calcularse como:
C =
9900
48.3 + K D/e
K = 1010 / E
C = celeridad de onda (m/s)
D = Diámetro de la tubería (m)
e = Espesor de la pared del tubo (m)
k = Coeficiente que considera el módulo
de elasticidad del material con que está
fabricado el tubo
E = Módulo de elasticidad del material
Tubo de: K
Acero 0.50
Fo Fo 1.00
Concreto 5.00
Asbesto – cemento(prohibida) 4.40
Plástico 18.0

Para el concreto (K=5):









m
b
m
e
e
m
e
e
1
1
e = espesor representativo
em = espesor medio distribuido de
los hierros
eb = espesor de los tubos
m = coeficiente práctico = 10

D/e
Acero
K = 0.50
Fo Fo
K = 1.00
Concreto
K = 5
500 574.50 425.70 247.50
400 623.70 465.30 277.20
300 702.90 524.70 216.80
250 752.40 574.20 346.80
200 811.80 623.70 386.10
180 841.50 653.40 405.90
160 871.20 683.10 425.70
140 910.80 722.70 455.40
120 950.40 762.30 485.10
100 999.9 811.80 524.70
80 1049.40 871.20 584.10
60 1118.70 950.40 653.40
50 1158.30 999.90 702.90
40 1197.90 1049.40 762.30
30 1247.40 1118.70 841.50
20 1296.90 1197.90 950.40
10 1356.30 1296.90 1118.70
VALORES DE CELERIDAD

C
L
2

C
L
2

Si el valor de t es: Tipo de maniobra Condiciones que se presentan
Maniobra rápida
Por lo tanto se presenta una
sobrepresión máxima
Maniobra lenta
No habrá presión que ponga en
riesgo la infraestructura de la tubería
C
L
2

C
L
2


g
CV
ha 
t
g
V
L
ha
2

























H
t
g
V
L
t
g
V
L
ha
2
1
2
1
2
 
2
2
2
2
2
2
2
4
2
V
L
t
H
g
LV
t
H
g
V
L
ha 


Autor Fórmula
Maniobra rápida (T < 2L / C )
Michaud, Vensano
De Sparre
Teoría inelástica
(Jonson, et al.)
Teoría elástica
(Allievi, Gibson, Quick) Ver:
a)Pasos para usar el nomograma de Allievi
b)Nomograma (Fig 2.11 Gráfica de Allievi)
g
CV
ha 
t
g
V
L
ha
2

























H
t
g
V
L
t
g
V
L
ha
2
1
2
1
2
 
2
2
2
2
2
2
2
4
2
V
L
t
H
g
LV
t
H
g
V
L
ha 


Donde:
C = Celeridad (m/s)
H = Carga de la presión
inicial (m)
t = Tiempo de cierre de la
válvula (s)
g = Aceleración de la
gravedad (m/s2)
ha = Sobrepresión ó
aumento de presión (m)
L = longitud de la tubería
(m)
V = Velocidad media del
agua (m/s)

Ejemplo.
Calcular la depresión máxima que puede generar el apagado instantáneo de
una bomba que surte un caudal de 0.30 m3/s por una tubería de  0.40 m
fabricada en acero. El espesor del tubo es; e= 4mm.
Datos:
Q = 0.30 m3/s
e= 0.40 mm = 0.004 m
D = 0.40 m (acero)
V = Q / A = (0.30 m3/s ) /[ (0.2)2 ] = 2.39 m/s
g
CV
ha 
s
m
e
D
K
C /
52
.
998
004
.
0
40
.
0
50
.
0
3
.
48
9900
3
.
48
9900





m
g
CV
ha 50
.
243
81
.
9
)
39
.
2
(
52
.
998





Ejemplo.
Calcular el valor de ha que se presenta en la tubería con la siguiente información:
Material: acero
e = ¼”
V = 3.60 m/s
H0 = 50 m
C = 980 m/s
 = 700 mm (27”)
L = 250 m
t = 2.1 s (carga)
D/e = 108
s
C
L
Periodo 51
.
0
980
)
250
(
2
2



Como: (t > Periodo) estamos en una maniobra lenta; por
lo tanto no tendremos la presión máxima.
m
t
g
V
L
ha 87
)
10
.
2
(
)
81
.
9
(
)
60
.
3
(
)
250
(
2
2



,
Método
Michaud,
Vensano
Sparre
Teoría
inelástica
(fórmula
de Jonson)
Allievi
m
t
g
V
L
ha 87
)
10
.
2
(
)
81
.
9
(
)
60
.
3
(
)
250
(
2
2



m
H
t
g
V
L
t
g
V
L
ha 78
)
50
)(
10
.
2
)(
81
.
9
(
2
)
60
.
3
)(
250
(
1
2
1
)
10
.
2
)(
81
.
9
(
)
60
.
3
)(
250
(
2
2
1
2
1
2


















































Método
Michaud,
Vensano
Sparre
Teoría
inelástica
(fórmula de
Jonson)
Allievi
m
t
g
V
L
ha 87
)
10
.
2
(
)
81
.
9
(
)
60
.
3
(
)
250
(
2
2



m
H
t
g
V
L
t
g
V
L
ha 78
)
50
)(
10
.
2
)(
81
.
9
(
2
)
60
.
3
)(
250
(
1
2
1
)
10
.
2
)(
81
.
9
(
)
60
.
3
)(
250
(
2
2
1
2
1
2

















































 
2
2
2
2
2
2
2
4
2
V
L
t
H
g
LV
t
H
g
V
L
ha 


  m
ha 67
)
60
.
3
(
)
250
(
)
1
.
2
(
)
50
(
)
81
.
9
(
4
)
60
.
3
)(
250
(
)
1
.
2
(
)
50
(
)
81
.
9
(
2
)
60
.
3
)(
250
( 2
2
2
2
2
2
2




60
.
3
)
50
(
)
81
.
9
(
2
)
60
.
3
)(
980
(
2 0



H
g
V
C

4
51
.
0
1
.
2
' 


T
t
t
35
.
2
0
0


H
H
H a
35
.
2
50
50

 a
H
ha = 67.50 m

Golpe de ariete en líneas de descarga
Este se ocasiona cuando existe un corto de energía, el
impulsor trabaja más lento y por lo tanto se reduce el caudal
bombeado, entonces llega un momento que dicho caudal deja
de transitar por la tubería cuando este llega al equilibrio con
la fuerza de gravedad.

Medidas generales para el golpe de ariete
El golpe de ariete es controlado, en la práctica, con varias medidas:
1.- Limitación de la velocidad en las tuberías
2.- Cierre lento de válvulas
3.- Empleo de válvulas o dispositivos mecánicos especiales (ej.
Válvulas de vidrio)
4.- Fabricación de tubos con espesor aumentado, teniendo en
consideración la sobrepresión admitida.
5.- Construcción de pozos de oscilación, capaces de absorber los
golpes, permitiendo la oscilación del agua.
6.- Instalación de cámaras de aire comprimido que proporcionen el
amortiguamiento de los golpes. El mantenimiento de estos
dispositivos requiere ciertos cuidados, para que sea mantenido el aire
contenido en las cámaras.

Ariete hidráulico multipulsor
AHM CITA 6-L3V
Diámetro de la tubería de impulso:
6 pulgadas.
Diámetro de la tubería de descarga:
2 pulgadas.
Capacidad del tanque de aire:
0,016 m3.
Cantidad de válvulas: 3 en línea.
Válvula de retención: de diafragma.
Peso: 168 kg.
Fabricado en el CITA, en Camagüey.
Nota: Construido con componentes y accesorios
estandarizados de acero galvanizado. La inversión
de la instalación se recupera en menos de un año, y
puede beneficiar una comunidad de entre cien y mil
habitantes, o utilizarse para el riego de pequeñas
parcelas y el abasto de granjas ganaderas. Con este
modelo se han logrado cargas de 160 m y
volúmenes de agua diarios de 173 m3, con cargas
de impulso de 5 m.
Productos que reducen y aprovechan efecto del golpe de ariete

AHM CITA 3-L3V-AG
3 pulgadas.
1,5 pulgadas.
0,01 m3.
Cantidad de válvulas: 3 en línea.
Peso: 26 kg.
Nota: Construido con componentes y accesorios de
acero galvanizado estandarizados. Puede bombear
52 m3 de agua hasta una altura de 80 m. Cada
equipo logra ahorrar 3,1 tonelada de petróleo
anuales. Puede emplearse para el abastecimiento de
agua en pequeñas comunidades, la ganadería y el
riego a parcelas agropecuarias.

AH-4 (IMPAG)
4 pulgadas.
2 pulgadas.
0,005 m3.
Cantidad de válvulas: 10.
Válvula de retención: de ímpetu o impulso.
Peso: 45 kg.
Fabricado en la Empresa de Equipos Agrícolas
«Héroes del 26 de Julio», en Holguín.
Nota: La empresa produce pequeñas series de
este modelo.

DANÉS
2 pulgadas.
1 pulgada.
0,005 m3.
Cantidad de válvulas: 2, de compuerta con
articulación libre.
Peso: 16 kg.
Nota: Logra funcionar establemente con una carga
de impulso de 2,75 m. Puede entregar un caudal de
0,8 L/s, bajo condiciones específicas. Su frecuencia
de golpe oscila entre veintiocho y cincuenta golpes
por minuto.

Alivio contra golpe de ariete
Descripción
Diámetros: 4” - 48”
Tipo: Modulante
Controlado por: Presión hidráulica.
Localización: Conexión en T.
Usos: Para evitar el exceso de presión en la línea principal.
Presión de entrada: Máxima 300 psi
Presión de entrada: Mínima 5 psi
Materiales: Cuerpo de hierro fundido (acerado) con partes
internas de bronce.
Dispositivos de control:
Filtro: Modelo 5F-2
Válvula de aguja
Piloto: Mantenedor de presión/alivio Modelo 50RWR
(Puede ser añadido a otras válvulas básicas como una petición
especial).
Aplicaciones esenciales
Protege las conducciones contra el exceso de presión
que puede ser causado por:
1. El cierre rápido o erróneo de una válvula o hidrante.
2. El fallo de una válvula reductora de presión.
3. Inicio y parada de una bomba con una válvula de retención
de cierre lento.
4. Disminución en la demanda en una estación de bombeo de
bucle cerrado.
5. Fallo en el suministro de energía.

Si la presión en el aporte /demanda es superior la presión regulada
aceptable, la válvula Ross 50RWR descargará la cantidad suficiente
de agua para reducir la presión al nivel regulado.
Si la presión en el aporte/demanda disminuye por debajo de valor
regulado, la válvula Ross 50RWR cierra.
Controlado por: Presión hidráulica (de entrada).
Localización: En la tubería externa de dos segmentos.
1. Detecta la presión ala entrada (aporte) en una apertura que se
comunica debajo del diafragma del piloto.
2. Controla el agua que sale de la cámara de control en dirección
agua abajo, a través del piloto.
Usos: Controla el flujo en la válvula.
Funcionamiento:
1. Cuando la presión de entrada aumenta,
a) La presión empuja a través de la tubería superior debajo del
diafragma, empujando éste último hacia arriba.
b) El asiento del piloto se abre completamente, aumentando el
caudal que sale de la cámara de control a través de la conducción
inferior.
c) La válvula se abre totalmente.
2. Cuando la presión de entrada (aporte) disminuye,
a) La presión debajo del diafragma disminuye.
b) La tensión de los resortes empuja hacia abajo el diafragma.
c) El asiento del piloto se cierra.
d) Disminuye el flujo que sale de la cámara de control.
e) La válvula se cierra.

Diámetros: 1 1/2” - 3”
Tipo: Funcionamiento Modulante Directo
Controlado por: Presión hidráulica.
Localización:
Válvula mantenedora de presión: En la conducción
Válvula de Alivio: En la conexión en T.
Usos:
Válvula mantenedora de presión: Para evitar que la
presión agua arriba sea inferior a un mínimo regulado.
Válvula de Alivio: Para evitar el exceso de presión
en la línea principal.
Tubería externa: Ninguna
Extremos: Bridas o rosca NPT
Clase: 125 ANSI para presión de entrada hasta 180 psi.
250 ANSI para presión de entrada hasta 300psi.
Fluido: Agua a temperatura ambiente.
Materiales: Cuerpo de hierro fundido (acerado) con
piloto, pistón y partes internas de bronce.
Dispositivos de control: Ninguno
Opciones
1. Cuerpo totalmente en bronce
2. Partes internas de acero inoxidable.

Características particulares:
Se puede añadir a la válvula de altitud los siguientes
mecanismos:
PR Piloto reductor de presión (Solo cuando la válvula
23RWR sea utilizada en la línea como una válvula
mantenedora de presión).
SC o SO Piloto solenoide de 2 Vías
SG o SF Piloto solenoide de 3 Vías
BP Piloto externo mantenedor de presión / piloto de alivio.
Funcionamiento: El movimiento del pistón está controlado
con precisión por la presión que ejerce el flujo entrante en
una cámara de control encima del pistón principal, y el
equilibrio entre un resorte tensado ajustable encima de un
diafragma y una pequeña zona con agua presurizada en su
parte inferior.
1. Entrando/Saliendo de la cámara de control
a) Un pistón hueco con un filtro en su parte inferior
Permite que se introduzca un poco de agua entrante en la
cámara de control
encima del pistón principal.
b) Conexión interna a la salida - Dirige el agua hacia el
desagüe.
2. Entrando/Saliendo de la zona debajo del diafragma.
a) Conexión interna a la entrada - Comunica la presión
entrante.

Funcionamiento
Válvula mantenedora de presión:
1. Permite que una zona de presión mayor pueda
alimentar una zona de menor presión, si que se
desabastezca la zona de alta presión.
2. En caso de rotura de tubería o de consumo
excesivo, impide un bombeo excesivo.
3. Evita que la bomba aspire a una presión inferior
al mínimo garantizado.
Válvula de alivio:
4. El cierre rápido o erróneo de una válvula o
hidrante.
6. Inicio y parada de una bomba con una válvula
de retención de cierre lento.
7. Disminución en la demanda en una estación de
bombeo de bucle cerrado.

Descripción
Diámetros: 1” - 3”
Tipo: Posición determinada por la presión
Controlado por: Presión hidráulica (agua arriba)
Localización:
Válvula mantenedora de presión: En la conducción
Válvula de Alivio: En la conexión en T.
Usos:
Válvula mantenedora de presión: Para controlar la
presión dentro de una tolerancia pequeña.
Válvula de Alivio: Para evitar el exceso de presión en
la línea principal.
Diseño: Cuerpo en ángulo (90 grados)
Extremos: Bridas o rosca hembra NPT
Materiales: Cuerpo totalmente en bronce
Dispositivos de control: Ninguno
Opciones
Partes internas de acero inoxidable.

Válvula mantenedora de presión:
1. Permite que una zona de presión mayor pueda
alimentar una zona de menor presión, si que se
desabastezca la zona de alta presión.
2. En caso de rotura de tubería o de consumo
excesivo, impide un bombeo excesivo.
3. Evita que la bomba aspire a una presión inferior
al mínimo garantizado.
Válvula de alivio:
1. El cierre rápido o erróneo de una válvula o
hidrante.
3. Inicio y parada de una bomba con una válvula
de retención de cierre lento.
4. Disminución en la demanda en una estación de
bombeo de bucle cerrado.

20WR Bridada
Funcionamiento
El movimiento del pistón está controlado con
precisión por la presión que ejerce el flujo entrante
en una cámara de control encima del pistón
principal, y el equilibrio entre un resorte tensado
ajustable encima de un diafragma y una pequeña
zona con agua presurizada en su parte inferior.
a) Un pistón hueco con un filtro en su parte
inferior Permite que se introduzca un poco
de agua entrante en la cámara de control
b) Conexión interna a la salida - Dirige el agua
hacia el desagüe.
2. Entrando/Saliendo de la zona debajo del
diafragma.
a) Conexión interna a la entrada - Comunica la
presión entrante.

Descripción
Diámetro: 2 ½”
Tipo: Modulante
Controlado por: Presión hidráulica (agua arriba)
Localización: Portátil: Unida a un hidrante.
Uso: Protege al sistema que incluye un hidrante de la
sobrepresión cuando el depósito está fuera de
servicio.
Materiales: Cuerpo totalmente en bronce
Dispositivos de control: Piloto interno
Opciones
Diseño de cuerpo en ángulo (90 grados).

Protege el sistema contra presiones excesivas, por
ejemplo:
1. Cuando periódicamente el depósito debe
ponerse fuera de servicio y el sistema es
mantenido bajo presión mediante bombeo.
2. Cuando se está haciendo mantenimiento al
Depósito.
Si la presión en el hidrante aumenta por encima del
máximo regulado, la válvula Ross 20WR-H se abre
para vaciar el exceso de agua y de esta manera
mantener la presión regulada.
Si la presión en el hidrante se encuentra en o por
debajo del máximo regulado, la válvula Ross 20WRH
se cierra.

Funcionamiento
El movimiento del pistón está controlado con
precisión por la presión que ejerce el flujo entrante
en una cámara de control encima del pistón
principal, y el equilibrio entre un resorte tensado
ajustable encima de un diafragma y una pequeña
zona con agua presurizada en su parte inferior.
a) Un pistón hueco con un filtro en su parte
inferior Permite que se introduzca un poco
de agua entrante en la cámara de control
b) Conexión interna a la salida - Dirige el agua
hacia el desagüe.
2. Entrando/Saliendo de la zona debajo del
diafragma.
a) Conexión interna a la entrada - Comunica la
presión entrante.

Referencias.
Notas tomadas en clase Redes de abastecimiento de agua
potable. Dr. Carlos Díaz Delgado. Universidad Autónoma del
Estado de México. Centro Interamericano de Recursos del Agua.
Toluca 2005.
Robert W. Fox. Introducción a la mecánica de Fluidos. Cuarta
edición. Editorial Mc Graw Hill. Impreso en México. Año 1999.
ISBN 0-471-54852-9
http://www.tecnun.es/asignaturas/Fluidos1/WEBMF/Laboratorio%
20de%20Mecanica%20de%20Fluidos/plmf%5CP_3.pdf
http://www.cubasolar.cu/biblioteca/energia/Energia25/HTML/artic
ulo05.htm

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