Bomba de Ariete

1. Universidad Nacional del Callao Facultad de Ingeniería Química
BOMBA DE ARIETE
I.INTRODUCCION
El suministro de agua ha sido tradicionalmente uno de los principales
problemas asociados a las actividades productivas agrícolas, pecuarias e incluso
sociales. La infraestructura necesaria para la conducción del líquido siempre
implica altos costos iniciales, además de los consabidos costos permanentes
que implica el uso de motobombas o electrobombas. Sin embargo, en la
búsqueda de alternativas sostenibles de solución de estos problemas nos
encontramos con una tecnología muy interesante. El ariete hidráulico es un
ingenioso dispositivo capaz de elevar el agua desde una fuente situada un poco
más alta que el mismo hasta alturas considerablemente mayores sin la
necesidad de motores.
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II.OBJETIVOS
Conocer el funcionamiento de la bomba de ariete
Mostrar la ventaja de su diseño
Determinar la eficiencia de la bomba
III. FUNDAMENTO TEORICO
Golpe de ariete
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 cambio de presión provoca deformaciones elásticas en el líquido y en las paredes de
la tubería. Este fenómeno se considera indeseable porque causa frecuentes roturas en
las redes hidráulicas de las ciudades y en las instalaciones intradomiciliarias, y también
es causante de los sonidos característicos que escuchamos en las tuberías cuando
abrimos un grifo bruscamente en nuestras casas. Por tal razón, con frecuencia se
diseñan válvulas de efecto retardado o se instalan dispositivos de seguridad.
El científico ruso N. Zhukovski (1847-1921) estudió este fenómeno por primera vez en
su obra Sobre el choque hidráulico, como parte de sus indagaciones
hidroaeromecánicas, que constituyeron la base teórica para la ulterior comprensión
del funcionamiento de la bomba de golpe de ariete o ariete hidráulico, lo que
demuestra que los fenómenos físicos (y los naturales en general) no deben asumirse
como negativos o positivos, sino como leyes que debemos incorporar a nuestro
arsenal cognitivo hacia una armónica actuación del hombre en la naturaleza y hacia la
plenitud creadora del ser humano.
Consecuencias
Este fenómeno es muy peligroso, ya que la sobrepresión generada puede llegar a entre
60 y 100 veces la presión normal de la tubería, ocasionando roturas en los accesorios
instalados en los extremos (grifos, válvulas, etc).
El golpe de ariete estropea el sistema de abastecimiento de fluido, a veces hace
reventar tuberías de hierro colado, ensancha las de plomo, arranca codos instalados,
etc.,
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Bomba de ariete hidráulico
La bomba de ariete hidráulico es una máquina de construcción y funcionamiento muy
sencillo y de bajo costo, este aprovecha la elevada presión generada por el fenómeno
conocido como “golpe de ariete hidráulico” para impulsar un fluido a una altura
superior de su altura inicial.
Funcionamiento
Para el funcionamiento de la bomba de ariete hidráulico se requiere contar con una
caída de fluido inicial no menor de un metro que se denomina “altura de carga” H y un
“caudal de alimentación” Q.
Como resultado se tendrá un “caudal de descarga” q una “altura de descarga” h, Es
posible impulsar un fluido a alturas h que sean muy superiores a 4 veces la altura H, sin
embargo la cantidad de fluido de llegada q disminuirá considerablemente haciendo el
sistema menos productivo.
Potencial de uso
Por el bajo costo de construcción, costo de operación cero y cero contaminación (no se
utiliza ningún tipo de energía ni combustible fuera de la fuerza del fluido) se considera
que este equipo puede ser utilizado en casi toda actividad donde el caudal inicial de
fluido no sea un problema o pueda ser reciclado.
Rendimiento (R)
El rendimiento del ariete hidráulico representa el porcentaje de agua que se puede
bombear en relación al total de la canalizada por el ariete, y varía en función del
cociente H/h. Al aumentar el valor resultante, el rendimiento disminuye.
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La altura de elevación (H)
Como puede deducirse, a partir de 12 veces la altura (h), el rendimiento de los arietes
disminuye en gran medida. Este detalle no nos ha de desalentar. Aunque sólo subamos
a gran altura un 1% del agua que pasa por nuestro ariete, este funciona las 8.760 horas
del año.
IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Verificar que el tanque de la bomba tenga la altura de agua necesaria.
Abrir la válvula de descarga del fluido y esperar que la presión suba a 20PSI.
Después de lo cual se abre la válvula de salida de agua. Observar la altura que
se eleva el agua y determinar el caudal.
Recibir los caudales en una probeta y descargarlos en un balde aparte.
Calcular la eficiencia de la bomba % =
VII. CALCULOS Y RESULTADOS
Por lo tanto, la velocidad de entrada:
Entonces:
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Hallando
Volumen
1L
2L
Tiempo
13s
28.96s
Caudal
0.0769L/s
0.0691L/s
Por lo tanto:
IX. CONCLUSIONES
Un ariete hidraulico es una bomba elevadora de agua.
La bomba de ariete es un dispositivo de bombeo que no contamina el medio
ambiente.
La bomba de ariete hidráulico no trabaja con ninguna fuente de energía
convencional y sirve para bombear agua.
El ariete hidráulico es una bomba de agua que funciona aprovechando la
energía hidráulica, sin requerir ninguna otra energía externa.
La bomba de ariete se consigue elevar parte del agua de un río, arroyo o
manantial a una altura superior.
X. RECOMENDACIONES
Mantener el tanque con la altura constante del líquido propuesto
Leer rápidamente el caudal de descarga, ya que tiende a variar casi
instantáneamente.
XI. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
Costa Novella. “Flujo de fluidos”
http://es.wikipedia.org/wiki/Bomba_de_ariete
Claudio Mataix, Mecanica de fluidos y maquinas hidráulicas, pag 312-313
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