GOLPE DE ARIETE:

Cuando en un conducto o tubera,se produce una aceleracin o desaceleracin brusca del fluido, generalmente debido al cierre de una vlvula o compuerta, se produce un golpe de presin. Esto conduce a unincremento en la energa cintica que pasa a convertirse en una onda de presinque viajaa la velocidad del sonido de un lado a otro de la tubera. En caso de que la variacin de la energa cintica fuera significativamente alta, se podran producir unos picos de presin capaces prcticamente de destruir la tubera, sobre todo las que tengan una longitud considerable.

Muchos aparatos no suelen estar diseados para resistir la alta presin de agua que puede producirse en un aumento brusco de presin.CONSECUENCIAS:

Este fenmeno es muy peligroso, ya que la sobrepresin generada puede llegar a entre 60 y 100 veces la presin normal de la tubera, ocasionando roturas en los accesorios instalados en los extremos (grifos, vlvulas, etc).

La fuerza del golpe de ariete es directamente proporcional a la longitud del conducto, ya que las ondas de sobrepresin se cargarn de ms energa, e inversamente proporcional al tiempo durante el cual se cierra la llave: cuanto menos dura el cierre, ms fuerte ser el golpe.

El dao puede, llegado el caso, provocar prdidas de agua e incluso fallas en los equipos.

Para evitar este efecto, existen diversos sistemas:

El golpe de ariete se debe a que el fluido est en movimiento, por lo que ser ms violento cuanto mayor sea la velocidad del fluido en la conduccin; de ah que siempre es conveniente que stas sean de dimetro adecuado para que las velocidades sean pequeas.

Para evitar los golpes de ariete causados por el cierre de vlvulas, hay que estrangular gradualmente la corriente de fluido, es decir, cortndola con lentitud utilizando para ello, por ejemplo, vlvulas de asiento. Cuanto ms larga es la tubera, tanto ms tiempo deber durar el cierre.

En las centrales hidroelctricas, cuando se produce una cada parcial o total de la demanda. En estos casos tratndose de volmenes importantes de fluido que deben ser absorbidos, se utilizan en la mayora de los casos torres piezomtricas, o chimeneas de equilibrio que se conectan con la presin atmosfrica, o vlvulas de seguridad.

CAVITACION:Cuando un lquido fluye a travs de una regin donde la presin es menor que su presin de vapor, l liquido hierve y forma burbujas de vapor. Estas burbujas son transportadas por el lquido hasta llegar a una regin de mayor presin, donde el vapor regresa al estado lquido de manera sbita, implotando bruscamente las burbujas. Este fenmeno se llama cavitacin. Si las burbujas de vapor se encuentran cerca o en contacto con una pared slida cuando cambian de estado, las fuerzas ejercidas por el lquido al aplastar la cavidad dejada por el vapor dan lugar a presiones localizadas muy alto, ocasionando picaduras sobre la superficie slida. El fenmeno generalmente va acompaado de ruido y vibraciones, dando la impresin de que se tratara de grava que golpea con diferentes partes de la mquina.El dao por cavitacin es una forma especial de corrosin-erosin debido a la formacin y al colapso de burbujas de vapor cerca de una superficie metlica, que ocurre en turbinas hidrulicas, hlices de barcos, impulsores de bombas y otras superficies sobre las cuales se encuentran lquidos de alta velocidad con cambios de presin.

Un dao por cavitacin tiene un aspecto semejante a picaduras por corrosin, pero las zonas daadas son ms compactas y la superficie es ms irregular en el caso de la cavitacin. La corrosin interviene cuando el colapso de la burbuja destruye la pelcula protectora, como se muestra esquemticamente en la siguiente figura, con los pasos siguientes:

1. Se forma una burbuja de cavilacin sobre la pelcula protectora.

2. El colapso de la burbuja causa la destruccin local de la pelcula.

3. La superficie no protegida del metal est expuesta al medio corrosivo y se forma una nueva pelcula por medio de una reaccin de corrosin.

4. Se forma una nueva burbuja en el mismo lugar.

5. El colapso de la nueva burbuja destruye otra vez la pelcula.

6. La pelcula se forma de nuevo y el proceso se repite indefinidamente hasta formar huecos bastante profundos.

El mecanismo anterior tambin funciona sin la presencia de una pelcula protectora, ya que la implosin de la burbuja ya es suficiente para arrancar pedazos de material.

El fenmeno de la cavitacin ocasiona tres efectos nocivos en la operacin de una turbomquina: disminuye la eficacia, daa los conductos para el escurrimiento y produce ruido y vibraciones molestas. Los alabes curvos son particularmente susceptibles a la cavitacin en su cara convexa, donde se pueden tener reas sujetas a un picado fuerte e incluso a falla total. Dado que todo tipo de turbomaquinaria, as como las hlices de barco y muchas estructuras hidrulicas, pueden quedar sujetas a la cavitacin, es necesario poner atencin a este aspecto durante las etapas de diseo.JUNTAS DE DILATACION

Las Juntas de Expansin son componentes que mantienen su flexibilidad de forma permanente en los sistemas de tuberas y conductos en los que estn instalados, absorbiendo las vibraciones y las dilataciones que se originan como consecuencia de las diferencias de temperatura a las que se encuentran sometidos.Las Juntas de Expansin son flexibles y en funcin de los materiales en que estn construidas y de su espesor, pueden trabajar a temperaturas elevadas o bajo cero grados centgrados, pueden conducir fluidos qumicamente ms o menos agresivos y permanecer operativos en condiciones de vaco o de presin interna del sistema.

El elemento fundamental de una junta de expansin es elfuelle. El fuelle debe ser lo suficientemente resistente como para aguantar lapresindel fluido, yflexiblepara deformarse debido a la diferencia de desplazamientos ogirosen sus extremos.

A menudo el fuelle est contenido dentro de un contratubo que acta como director para evitar deformaciones laterales y colabora con el fuelle para soportar la presin interna.

Tipos de fuelle

Degoma: Son los ms econmicos, pero no pueden trabajar a ms de 150C. Compuestos de mltiples capas fibras entrelazadas, aseguran la flexibilidad deseada, garantizando al mismo tiempo, una larga resistencia al envejecimiento.

Metlicos: Usados para resistirtemperaturasypresioneselevadas. Normalmente el material utilizado en el fuelle esacero inoxidable.

Textiles: Para temperaturas elevadas y bajos valores de presin.

Los fuelles segn el tipo de aplicacin pueden ser monocapa o multicapas. Entre los materiales utilizados para la composicin de las capas podemos encontrar tejidos defibras de vidrioocermicas, tejidossiliconadosy laminados con materiales fluoroplasticos, entre otros.

TUBERIAS A PRESION

Tambin denominadas tuberas forzadas, las tuberas de presin tienen como objeto conducir el agua desde el punto en el cual se tiene una gran energa potencial, desde el embalse en algunos casos, o desde el tramo final del tnel de conduccin en otros, o desde el denominado pozo de presin o cmara de presin, hasta la casa de mquinas, ms precisamente hasta la turbina. Se presenta una transformacin energtica en la tubera de presin, se disminuye la energa potencial del agua a medida que se desciende y al mismo tiempo se aumenta la energa cintica y de presin. Este captulo lo conforman las partes constitutivas de la tubera y el anlisis del dimetro econmico de la misma. En un trabajo posterior se incluir el tema relacionado con los ensayos a los que deben someterse las tuberas de presin, tales como las pruebas radiogrficas, magnetoscpicas, de ultrasonido y de lquidos penetrantes que normalmente suelen hacerse a las soldaduras de fbrica y de campo.

PARTES CONSTITUTIVAS DE LA TUBERA DE PRESIN:

Apoyos: Como su nombre lo dice se trata de obras de soporte de la tubera que tienen la funcin de sostener su peso y permitir el desplazamiento de la misma debido a la dilatacin o contraccin por cambios de temperatura o de carga.

Anclajes: Se trata de una obra civil formada por un macizo de concreto reforzado, que se construye en todos los puntos en los cuales se presenta un cambio de pendiente de la tubera. Estructura que restringe el movimiento axial de la tubera, y transfiere cargas de traccin al terreno. Tambin se construyen en los puntos en los que la tubera cambia de seccin.

Juntas de expansin:

La junta de expansin absorbe los desplazamientos de la tubera debidos a las dilataciones y contracciones que experimenta como consecuencia de los cambios de temperatura en el ambiente, as como de los cambios de carga del generador. Los cambios de carga van acompaados de sobrepresiones o subpresiones que producen movimientos de las partes de las tuberas.

En las prcticas de mantenimiento deber incluirse una revisin peridica de las juntas de expansin, con el objeto de prevenir o corregir fugas a travs del empaque, que se afloja cuando los movimientos de la tubera son considerables o bruscos, por ejemplo cada vez que ocurra un temblor de tierra o un rechazo de carga deber hacerse una revisin de las juntas.