Ariete Hidráulico PDF

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Explicación y funcionamiento del ariete hidráulico ...

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1. Ariete Hidráulico La bomba de ariete es una máquina hidráulica que utiliza la energía de una cantidad de agua situada a una altura ligeramente superior (el desnivel de un río, presa, acequia u otro depósito o caudal) con el objetivo de elevar una parte de esa agua hasta una altura superior, sin usar, para ello, electricidad o combustible fósil alguno. El agua suministrada desde la fuente de alimentación desciende por gravedad por la tubería de carga hasta el cuerpo de la bomba para provocar una sobrepresión ocasionada por la apertura y cierre continuo de una válvula. Esta sobrepresión producida es el origen del fenómeno físico conocido como golpe de ariete y es el principio para su funcionamiento

Figura 1: Ariete Hidráulico 

Historia

La bomba de ariete irrumpe en la historia al principio de la era de los grandes inventos, a finales del siglo XVIII, y alcanzó su adultez paralelamente a las máquinas de vapor y el motor de combustión interna. La aparición del ariete hidráulico data del año 1772, cuando el inglés John Whitehurst en una cervecería del condado de Cheshire construyó un ingenio basado en un principio de funcionamiento novedoso: accionaba manualmente un grifo en una tubería conectada a un tanque de abasto, en un nivel superior, para provocar el fenómeno conocido como golpe de ariete, que permitía elevar parte del caudal a un tanque de almacenamiento colocado a una altura de 4,9 metros. El ariete hidráulico luego fue perfeccionado y patentado en 1796, por el

francés Joseh Montgolfier (1740-1810), quien utilizó el invento al que denominó “belier hydraulique” para elevar agua al molino instalado en su fábrica de papel en Voiron (Francia). 

Funcionamiento

Figura 2. Esquema del funcionamiento de una bomba de ariete. El funcionamiento de la bomba de ariete es bastante simple y de fácil manejo. El agua procedente de un depósito, acequia o río desciende por gravedad por la tubería de alimentación o impulso bajo la acción de un desnivel en relación con el ariete hidráulico. El agua llega hasta el cuerpo o caja de válvulas con velocidad suficiente para que la presión dinámica cierre la válvula de impulso o ímpetu. El cierre brusco de esta válvula produce el efecto conocido como golpe de ariete, lo cual origina una sobrepresión en la tubería de alimentación que provoca la apertura de la válvula de retención, que permite el paso del agua hacia el interior de una cámara de aire situada en el interior del cuerpo de la bomba.

Figura 3: En la figura 3 se pueden observar los dos momentos del golpe de ariete. Esta agua provoca la compresión del aire existente y cierta cantidad de agua asciende por la tubería de bombeo o descarga hasta llegar al depósito de descarga. El ciclo se repite una y otra vez a un ritmo de entre 60 y 90 golpes por minuto y cuanto más lento sea el funcionamiento, más agua utiliza y bombea. La tubería de alimentación suele ser de acero galvanizado, PVC, PE, etc., cuyo diámetro dependerá del caudal utilizado. El ángulo de inclinación del tubo de alimentación debe estar entre los 10º y los 45º con la horizontal. El caudal de alimentación del ariete dependerá del diámetro de dicho tubo de acometida. Hay que tener en cuenta que el agua que se acelera en el tubo de alimentación, es la que provoca el “golpe de ariete”, por lo que éste ha de tener una longitud, inclinación y diámetro adecuados, sin curvas ni estrechamientos que provoquen pérdidas de carga por rozamiento. 

Usos en la agricultura

Además de ser mucho más económico que las bombas de motor o eléctricas, el ariete tiene la ventaja de que una vez instalado no presenta fallas en su funcionamiento por mucho tiempo, además de que no requiere combustible de ninguna especie. El ariete puede ser la solución a la falta de agua de los ganaderos, de los productores agrícolas y de la población rural, que la utilizan para múltiples necesidades siendo la más importante la preservación de la vida humana. El sector agropecuario tiene en el ariete la oportunidad de desarrollar cultivos con poca inversión. Lo importante del ariete es que no depende para su funcionamiento de insumos que estén fuera de la comunidad rural y mucho menos del exterior. Todo lo que necesita es el agua y su fuerza hidráulica. 2. Hidrodinámica La hidrodinámica es una rama de la hidráulica con un área de estudio muy importante dentro del área de la física porque cuando los materiales se comprimen de manera explosiva se ven expuestos a una serie

de condiciones extremas que los hacen comportarse más como un líquido. El significado literal de la hidrodinámica es "movimiento del agua". En sí podemos decir que es la ciencia que se encarga de estudiar los fluidos en movimiento, el cual se encuentra definido por medio de un campo vertical de velocidades que corresponden a las partículas de un fluido y las presiones en un campo escalar. Para ello considera entre otras cosas la velocidad, la presión, el flujo y el gasto del liquido 

Historia

La mecánica de fluidos o hidrodinámica tiene sus orígenes en la hidráulica tanto en Mesopotamia como en Egipto alrededor del año 400 a.c a lo largo de la historia aparecen inventos e investigadores que aportan mejoras sustanciales en el campo que hoy se denominan mecánica de fluidos; En el siglo XVIII, Europa es el escenario de profundas transformaciones en la sociedad, con el triunfo del modo de producción capitalista. Como consecuencia de esto ocurren cambios radicales en el pensamiento social, político y científico. En su segunda mitad se inicia la Revolución Industrial, con nuevos retos para la ciencia. En varios países de Europa, principalmente en Francia e Inglaterra, aparece un fuerte movimiento cultural dirigido a combatir la ignorancia y la superstición mediante la razón. Este movimiento conocido como la Ilustración. En estas condiciones, nacen cuatro lúcidos investigadores que fueron capaces de asimilar, desarrollar y aplicar los nuevos conocimientos al campo de los fluidos: Daniel Bernoulli (1700-1782) y Leonhard Euler (1707-1783), suizos; Jean le RondD'Alembert (1717-1783) y Alexis Claude Clairaut (1713-1765) los dos franceses. Es significativo apuntar que los análisis se realizaron considerando fluido ideal, sin dudas una simplificación que facilitaba la solución matemática de los problemas pero que la alejaba de alcanzar resultados reales. Esta simplificación caracterizó lo que en su época Bernoulli llamó hidrodinámica, que aún hoy, es aceptada cuando se habla del término. La existencia de las pérdidas por fricción en el movimiento de los fluidos, eran

reconocidas desde hacía mucho tiempo, pero no estaban completamente estudiadas. Faltaban aún muchos años para que otros estudios experimentales trataran y dieran soluciones, al menos aproximadas, a ese complicado problema. A fínales del siglo XlX comienza la unificación entre hidráulicos e hidrodinámicos, la mecánica de fluidos moderna nace con Pascal, que en las primeras décadas del siglo XX elaboro la síntesis entre la hidráulica practica y la hidrodinámica teórica. 

Usos en la agricultura

Links file:///C:/Users/HENRY/Desktop/2512-9156-2-PB.pdf http://www.terra.org/data/ariete_super.pdf http://www.ideassonline.org/pic/doc/BrochureAriete.pdf https://sites.google.com/site/lahidrodinamica/...