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Las fórmulas para determinar las velo–
cidades de ondas de choque en casos más
complejos salen del alcance de este tra–
bajo, pero se pueden consultar en libros so–
bre golpe de ariete y pozos de oscilación.
De la fórmula (7.1) se ve que entre más
rígido sea el material del tubo, será mayor
la velocidad de la onda de choque c.
Para los tubos de acero, el valor de c se
encuentra entre 750 y 1 200 mIs, para los
de concreto está entre 900 y 1 100 mIs.
Si la longitud del tubo es L, entonces
la onda de sobrepresión alcanzará el vaso
después de Vc seg. Si el vaso es mucho
mayor en volumen que el volumen de la
tubería, entonces la onda de sobrepresión
no puede alterar las condiciones del vaso y
la presión y el nivel del mismo permanecen
constantes. En respuesta, a la entrada de
la tubería se forma una onda de depresión
de magnitud igual a la de sobrepresión de
modo que su suma es cero. Esta onda de
depresión viaja con la misma velocidad c
del vaso a la válvula en un tiempo Vc, seg.
A111egar la onda de depresión a la válvula,
se refleja yva nuevamente hacia el vaso con
la misma velocidad y así sucesivamente. En
cada instante dado en cualquier sección
de la tubería, el cambio de presión se
determinará por la suma de todas las
ondas. Debido al gasto de energía en la
resistencia hidráulica de las ondas, con el
paso del tiempo se amortiguan.
7.1.3. Golpe de ariete directo
e illdirecto
Generalmente la válvula no se cierra ins–
tantáneamente, sino en el transcurso del
tiempo de cierre Tc. Debido a esto en el ex–
tremo inferior de la tubería se lleva a cabo
un paulatino cambio del gasto de agua y
ante la válvula se produce un incremento
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creciente en el tiempo de la pre'sión, que
se transmitirá por el tubo. El tiempo que
tarda la onda en ir y volver del vaso es
Vc,seg. y se conoce como tiempo de fase.
Si el tiempo de fase Tf es mayor o igual
que el tiempo de cierre Tc (Tf ~ Tc), en–
tonces la onda reflejada del vaso llegará a
la válvula cuando ésta se cierra o ya está ce–
rrada. Este tipo de golpe de ariete se llama
directo y se caracteriza por producir las
mayores sobrepresiones. En estos casos la
sobrepresión puede alcanzar los 500 m o
más de columna de agua.
Si el tiempo de fase Tf es menor que
el tiempo de cierre Tc, entonces la onda
reflejada que regresa del vaso encuentra
la válvula aún sin cerrarse por completo.
En este caso se dice que se trata de golpe
de ariete indirecto. Este golpe de ariete es
menos peligroso que el directo.
Cuando se abre bruscamente la válvula
al final de la tubería, se produce un golpe
de ariete inverso, en el cual se reduce
la presión en la tubería. El fenómeno se
desarrolla en forma similar al descrito, es
decir, la onda de depresión viaja al vaso y
se refleja como onda de sobrepresión.
7.1. 4. Golpe de ariete y reg(melles
tramitarías de la PH
En las plantas hidroeléctricas la función
de la válvula la realiza el aparato de
regulación de la turbina.
En las plantas de gran altura con turbi–
nas del tipo Pelton, al producirse el cie–
rre de la tobera, la presión en la tubería
se incrementa. En las plantas con turbi–
nas reactivas, se produce la elevación de
la presión en las tuberías y un vacío en
el tubo de succión. Tanto la sobrepresión
como el vacío pueden causar daños, por
lo cual deben realizarse los cálculos co-