OLMEDO GUERRA BRENDA MORENO GARCIA GUILELRMO ECOTECNIAS EN SISTEMAS AGROPECUARIOS
El ariete hidráulico es una bomba de chorro de agua que actúa por choque. Este levanta agua empleando la fuerza que se genera cuando una masa de agua en movimiento se detiene repentinamente. A este fenómeno se le da el nombre de golpe de ariete y se produce por la transformación de energía cinética a energía de presión. Lo que se hace con el ariete es llevar una parte de un caudal grande de agua con poca caída a una cota mayor.
El inventor francés ya famoso, Joseph Michel Montgolfier, quien junto con su hermano fueron inventores del globo aerostático, y fue miembro de la academia de ciencias. El ariete hidráulico fue patentado en 1796, por Joseph Montgolfier (1749 1810), y utiliza una propiedad llamada "golpe hidráulico", para generar presión en una cámara y que el agua sea impulsada por esa presión.
El agua se conduce a la caja de válvulas del ariete. La caja de válvulas contiene dos válvulas automáticas, una válvula de descarga que abre hacia abajo y otra de suministro que abre hacia arriba. Encima de esta última hay una cámara de aire en cuya base se encuentra la tubería de suministro. Con la válvula de suministro cerrada existe un flujo continuo por la válvula de descarga. Si la válvula de suministro se cierra intempestivamente se desarrollan presiones por el golpe de ariete que obligan a la válvula de suministro a abrirse permitiendo la entrada de algo de agua a la tubería de salida.
Una vez llegue la onda de presión negativa de la toma, la válvula de suministro se cierra y la de descarga se abre automáticamente. Entonces se produce un flujo de agua gradualmente acelerado a través de la válvula de descarga que ocurre hasta que la fuerza neta ejercida hacia arriba en la válvula supera su peso y en ese momento esta se cierra para comenzar un nuevo ciclo. La cámara de aire sirve como amortiguador de flujo en la tubería de salida reduciendo las fluctuaciones.
La válvula de descarga, también llamada válvula de ímpetu o válvula de impulso es la más importante en el funcionamiento del ariete. Es la parte más sensible y depende de su diseño y ajuste que el bombeo se efectúe bien. Se deben tomar en cuenta el área de la válvula, su peso y el del eje, contra peso ajustable, ajuste del largo del recorrido y que no haya fricción en los rodamientos del eje. Las combinaciones correctas de estos parámetros darán una velocidad máxima de flujo de agua hacia fuera y un veloz cierre de esta en el momento correcto. Se recomienda que el contra peso ajustable sea un resorte y no un peso. El peso de la válvula debe ser justamente el que permita que la válvula caiga en el momento que el sistema alcance el equilibrio.
La alternativa representada es de construcción artesanal consta de materiales de fácil adquisición como son: tubos, planchas, pletinas y pernos. Esta alternativa posee un plato robusto por cuyos agujeros escapa el agua hasta alcanzar la velocidad de cierre. Su construcción es complicada y no posee un diseño robusto que asegure una larga vida útil.
Su construcción es robusta lo que asegura una operación apropiada para un ciclo de vida relativamente prolongado, las pesas son las que regulan el desplazamiento de la válvula además de su velocidad de cierre. Una de debilidad de este tipo de válvulas es que se necesitan para su operación estar acomodadas verticalmente para que las pesas actúen por gravedad. Posee un diseño robusto pero a la vez ligero su configuración es solida las pesas se ubican en la parte inferior de la tapa de la válvula al igual que en el caso anterior la carrera es regulada por las pesas.
Su uso se recomienda cuando se necesita resistencia mínima a la circulación, cuando hay cambios frecuentes del sentido de circulación en la tubería verticales que tiene circulación ascendente. Esta alternativa posee un plato perforado, por cuyos agujeros escapa el agua hasta que decrece la presión del golpe del ariete y se cumpla que la presión en la cámara de aire sea mayor que la presión del cuerpo del Hydram.
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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. En la tabla siguiente puede verse cómo varía el rendimiento energético.
Como puede deducirse de la tabla anterior, 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, y sin combustible!
Depende del rendimiento (R), el caudal de alimentación (Q), el desnivel de trabajo (h) y la altura de elevación (H). La ecuación por la que se relacionan esla siguiente: q = R Q h / H Por ejemplo: Q (Caudal de alimentación) = 100 litros/minuto h (desnivel de trabajo) = 3 metros H (Altura de elevación) = 24 metros La relación H/h = 8, luego el rendimiento del ariete en estas condiciones equivale al 57% (0 57). El caudal elevado q = 0,57 100 3 / 24 = 7,125 litros/minuto = 10260 l/día.
El ángulo de inclinación del tubo de alimentación (α) debe estar entre los 10º y los 45º con la horinzotal. El caudal de alimentación del ariete dependerá del diámetro de dicho tubo de acometida. En la siguiente tabla se pueden ver relacionados estos parámetros, para tubería de hierro galvanizado, que es la más recomendable para alimentar arietes hidráulicos. Caudal de alimentación (Q) Lit/min 30 60 90 120 250 500 1000 Diámetro del tubo Pulgadas/mm 11/4 /35 11/2 /41 2 /52 21/2 /70 3 /80 5 /125 8 /200 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 este ha de tener una longitud, inclinación y diámetro adecuados, sin curvas ni estrechamientos que provoquen pérdidas de carga por rozamiento.
Es una tecnología que se adapta a una gran diversidad de condiciones ecológicas desde suelos, clima y topografía del terreno. Esta tecnología es recomendada para zonas donde hay abundante agua para la producción, principalmente en zonas donde la precipitación es de 1500 a 2500 milímetros anuales. No requiere electricidad, combustible ni trabajo humano para su funcionamiento Todo el equipo es de bajo costo y sus piezas son de fácil recambio Requiere un mínimo de manutención Funciona automáticamente ante un suministro de agua en forma continua.
El ariete no utiliza toda el agua proveniente de la tubería de entrada. Su eficiencia puede ir desde 20 hasta 70 o 90% en algunos casos y depende de la relación entre la cota de la toma y la cota de suministro, con el nivel de referencia en el aparato. Acceso a la tecnología ya que es poco usada en los países de América Central. El mantenimiento es de mucho cuidado para que no se detenga el funcionamiento. En la toma de agua no debe haber entrada de aire y el sitio dónde se ubica el ariete debe tener un desagüe por el agua que salpica. Con alto desnivel de bombeo necesita un caudal grande para el funcionamiento. Generalmente la bomba de ariete se vende lista para instalar a un costo entre 120 y 600 dólares, según el tamaño y capacidad para elevar el agua. El valor de una bomba artesanal elaborada por un mecánico de la zona de San Pedro Tuxtla, El Salvador, oscila entre US$115 a 570 y en Nicaragua entre 300 y 500 dólares.
El Ariete Hidráulico es una máquina sencilla que opera bajo el principio de aprovechamiento del golpe del ariete. Conesteefectosecumplequeporcadametrodealturade salto hidráulico, el ariete eleva el agua hasta 10 metros, trabajando con sólo la energía de la corriente de agua, lo que a su vez la eleva a colinas y torres de almacenamiento. Su uso es sencillo, sólo se debe tener el cuidado de que la tomaseencuentrebajolasuperficiedeaguayevitarla entrada del aire. El lugar de ubicación del equipo es a orillasdeunrío,deunarroyo,odecanales,dondese pueda instalar el sistema con un pequeño desnivel, mínimo de un metro.
http://www.foro.salvatuvida.com/viewtopic.php?f=40&t=7 82 http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/flujoentub erias/elarietehidraulico/arietehidraulico.html http://www.seescyt.gov.do/cyt/ideass%20innovacion%20 Desarrollo/BrochureAriete.pdf http://bibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/4020/1/cd 3778.pdf http://jvtechnology.blogspot.mx/2011/11/construccion deun pequeno ariete.html TODA LA BRIBLIOGRAFIA FUE CHECADA EL DIA 22/06/2014 A LAS 21HRS