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El ariete hidráulico: un sistema de construcción sencillo


Artículos - Gestión del agua
Jueves, 17 de Abril de 2008 21:00
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Los arietes hidráulicos, son uno de los tipos de bomba de agua|bomba de agua que funcionan aprovechando la energía hidráulica, sin requerir otra energía externa.

Mediante un ariete hidráulico, se puede conseguir elevar parte del agua de un arroyo o acequia a una altura superior. También se puede emplear para riego por aspersión.

El ariete hidráulico fue patentado en 1796, por Joseph Montgolfier (1749-1810), consiste en una máquina que aprovecha únicamente la energía de un pequeño salto de agua para elevar parte de su caudal a una altura superior.

A partir de su invención, el ariete hidráulico tuvo una amplia difusión por todo el mundo. Baste decir, a modo de ejemplo, que estuvo presente en las famosas fuentes del Taj Mahal en la India, o en el Ameer de Afganistán. Con el tiempo cayó en desuso, sobre todo debido al avance arrollador de la bomba centrífuga.

En la actualidad asistimos a un renacer del interés acerca de este aparato,debido a que es tecnológicamente accesible. eficiente, ecológico y muy didáctico.

Funcionamiento

El agua se acelera a lo largo del tubo de alimentación hasta alcanzar una velocidad suficiente como para que se cierre la válvula.

Entonces se crea una fuerte presión, al detenerse el agua  bruscamente. Este golpe de presión abre la válvula (B) y hace pasar un pequeño chorro de agua al depósito (C), hasta que se equilibran las presiones. En ese momento, la gravedad abre la válvula (A) y se cierra la (B), repitiéndose de nuevo el ciclo. El agua, a cada golpe de aire hace fluir el agua, con continuidad, por la manguera de elevación.

El ritmo de golpes por segundo suele ser de uno o dos.

Los fontaneros conocen muy bien el golpe de ariete; cuando se cierra bruscamente un circuito abierto de agua, toda la tubería se estremece y los manómetros enloquecen. A menudo se producen roturas por esta causa. El ariete hidráulico es una máquina que provoca continuos cierres bruscos de un circuito con agua en aceleración y que aprovecha las sobrepresiones para mandar
parte del caudal a una gran altura.

 En las figuras de arriba se pueden observar los dos momentos del golpe de ariete.

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.

La altura de elevación (H)

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!

El caudal elevado (q)

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 es la 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 caudal de alimentación (Q)

El ángulo de inclinación del tubo de alimentación (q) 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.

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.

Descripción del ariete universal:

Este modelo de ariete hidráulico se construye con piezas de fontanería de uso común. Los componentes están diseñados para soportar muchos años de servicio, por lo que el mantenimiento de la máquina se reduce a una limpieza periódica. En caso de romperse algún elemento, su sustitución es sencilla.

Resulta un ariete muy fácil de ajustar mediante la elección de diferentes contrapesos y amplitudes de carrera. Las pelotas de tenis insertadas dentro del depósito de presurización sirven para mantener el “colchón de aire” de modo permanente.

Para montar este tipo de arietes hidráulicos se necesita un tornillo de banco y dos llaves de fontanero grandes. Todas las uniones roscadas han de ir bien estopadas y fuertemente apretadas. Hemos podido comprobar que se cubre un rango muy amplio de caudales y alturas de trabajo con grupos de 2/4”, 1” y 1 1/2” (pulgadas). Aquí se ofrece la descripción del ariete de una pulgada, por ser el que mejor se adapta a los caudales y alturas de trabajo normalmente disponibles.

Si queremos montar arietes mayores, sólo hay que ampliar los diámetros de las piezas 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 10, 11, 13, 19 y 21, de 1” a la medida elegida. El tubo guía de cobre y la varilla empujadora de latón serán algo más largas, así como el tubo roscado de 3” ( 500 mm. y 4 pelotas de tenis en su interior para el ariete de 1-1/2”; 600 mm. y 5 pelotas para el ariete de 2”).

A la hora de realizar la instalación en el río, lo más importante es que entendamos que, en el ariete, lo que realiza el trabajo es la masa de agua acelerándose en el tubo de alimentación. El ariete hidráulico sólo es un mecanismo que “genera golpes”. Se trata de que el agua se acelere en el tubo inclinado y adquiera energía cinética. El mecanismo se encarga de hacer que automáticamente se repitan los ciclos de apertura y cierre brusco.

Las “sobrepresiones” resultantes del golpe de ariete se liberarán, con una entrada neta de agua en la cámara de amortiguación, por la válvula de retención instalada en su base.


El ariete hidráulico «Universal» pieza a pieza:

  1. Tubo de alimentación rígido de más de 2 metros de largo y de 1” de diámetro. Tiene que estar roscado en los extremos y en uno de ellos hay que instalar la unión cónica macho para acoplar el ariete. El tubo de alimentación no está en el dibujo.
  2. Unión cónica hembra de 1“ (Fe-Galva).
  3. Curva de 1” a 45º , roscas Macho, (Fe-Galva).
  4. Llave de corte mariposa de 1”, Macho-Hembra.
  5. T de 1” Hembra a 90º , (Fe-Galva).
  6. Pletina de hierro negro de 60 x 200 x 6 mm. soldada a la T, para hacer de base al ariete.
  7. Curva de 1” Macho a 90º (Fe-Galva).
  8. Válvula de retención York de 1” marca “EUROPA” o “MANA”.
  9. Es imprescindible que el émbolo sea metálico.
  10. Tuercas de M-8 cincadas.
  11. Rosca doble de 1” Macho (Fe-Galva).
  12. Cruceta o Crossin de 1” a 90º, Hembra (Fe-Galva).
  13. Varilla calibrada de latón, de 8 mm. de diámetro, roscada en ambos extremos y de 300 mm. de longitud.
  14. Reducción de 1” Macho - 1/2” Hembra (Latón).
  15. Racord tipo ovalillo de 1/2” Macho - 12 mm. Hembra. (Latón)
  16. Tubo de cobre rígido de 12 mm. de diámetro, de 1 mm. de pared y de 150 mm. de largo.
  17. Arandelas anchas cincada de M-8 .
  18. Contrapeso ajustable. (varias tuercas o arandelas grandes).
  19. Tuercas cincadas de M-8 para inmovilizar el contrapeso.
  20. Enlace mixto de 1” Macho tubo de polietileno B/D de 1/2”.
  21. Tubo de polietileno B/D de 1/2”.
  22. Reducción 3” Hembra 1” Hembra (Fe-Galva).
  23. Tubo de 3”, de 400 mm. de longitud, roscado en ambos extremos.
  24. Pelotas de tenis.
  25. Tapón de 3” Hembra (Fe-Galva).


Subiendo agua sin necesidad de energia electrica
Ariete hidráulico

 

Comentarios  

 
#107 Guest 28-04-2014 00:23
Cito a Moises Noe Hernandez:
Se puede instalar la bomba de arite para crear un circuito cerrado ?

no se puede en forma directa pero con una pequeña bomba solar se puede lograr el circuito cerrado
 
 
#106 erick 20-08-2013 17:19
hola soy de bolivia como subo agua hasta los 20 metros de altura. osea a q altura deve estar mi tanque de alimentacion plis respuestas
 
 
#105 florentino 08-08-2013 01:05
me interesa poder fabricar esa bomba de ariete por que tengo un campo, el cual posee un pequeño pozo de agua y no hay electricidad disponible, alguien podria enviarme mas especificado los materiales y un croquer para poder tomar mejor nota y fabricar la bomba
 
 
#104 Roman Fuenteserto El 17-07-2013 13:10
Hola a todos, el ariete mas bueno que podéis encontrar los tiene David Montes,el ariete Alba.
Tiene muy buenos precios, ya que hay un modelo por 300 euros. Yo tengo uno y me va muy bien.
El emilio de David es david74montes@yahoo.es
Suerte
Roman
 
 
#103 Moises Noe Hernandez 17-07-2013 04:38
Se puede instalar la bomba de arite para crear un circuito cerrado ?
 
 
#102 pedro peres 19-05-2013 03:57
hola. kiero saver si con un ariete hidraulico puedo suvir agua asta 80 metro el desnivel ke tengo es de 24 metro y la ditancia es de 230 metro
 
 
#101 Ing. Daniel Mtz 09-05-2013 18:32
no se que pase que mi correo aparece separado pero es todo junto porfavor escribanme y con gusto les atenderemos todas sus peticiones
 
 
#100 Ing. Daniel Mtz 09-05-2013 18:24
ingdanielmartínez.v@hotmail.com
 
 
#99 Ing. Daniel Mtz 09-05-2013 18:21
interesados en arietes hidráulicos en mexico porfavor escribir al mail ingdanielmartínez.v@hotmail.com se fabricación en diferentes medidas según las necesidades de cada uno saludos a todos
 
 
#98 Ramón Bañuelos G 13-03-2013 04:57
en Mexico donde puedo comprar un ariete y cuanto cuestan
 
 
#97 Miguel A 29-01-2013 00:02
En Centroamerica, en especial en Nicaragua, donde puedo cotizar una bomba de ariete, tengo una fuente de agua de 2 pulgadas, esta a una altura de unos 80 metros con una caida de un 45%, la necesito para llevar agua para riego en las plantaciones asi mismo para uso del personal de la finca, me pueden llamar al cel 89 19 79 00,y si se puede construir alla y cuanto costaria con el envio para Nicaragua.-
exito
 
 
#96 Epifanio Tintinago 27-01-2013 16:18
Tengo una fuente permanente(queb rada), a 50 metros de la casa. Debo superar una inclinación de 30 grados aproximadamente para subir el agua hasta un tanque de 1000 litros. Cuánto me puede costar el proyecto completo, con el ariete instalado?. Gracias.
 
 
#95 Franklin 13-01-2013 01:31
Que bueno, con el tema de la crisis tenemos que volver al sembrar lo que consumimos y hacer intercambio de productos producidos por otrso y este sisitema de riego es una excelente alternativa , deberiamos o masbien los gobiernos de cada pais deberian estimular o ayudar al productor para solventar crisis como la que estamos viviendo , por favor ayudemso a producir lo que consumimos con este tipo de iniciativa
 
 
#94 javier aguilar 22-12-2012 15:31
Buenas, soy de costa rica, me gustaría saber el procedimiento para calcular el rendimiento del ariete?? en el ejemplo anterior es de 57%, quisiera saber como se obtiene ese valor. Muchas Gracias
 
 
#93 Ariel Uriezar 29-11-2012 02:03
Realmente imprecionante lo relacionado con el golpe de ariete, megustaria tener una descripción amplia relacionada con el tipo de valvulas para ver si las encontramos en nuestra localidad y aprovochar ese recurso seria par mi una herramienta soñada. Espero sus comentarios y quiero hacer una maquina de esas.
Saludos
Ariel
 
 
#92 cesar macias chumace 04-10-2012 11:36
buenos dias soy de tequila jalisco mexico yo soy discapacitado vivo en este momento en otro lugar pero quiero regresar ami pueblo pero para mantenerme necito tenr mi parcela con agua yo estaba pensando en hacer un pozo a 30 metros sumponemos que hay agua pero a un kilometro de distancia tengo dos arroyos en diferentes direcciones el detalle es que los ejidos no permiten bombear agua para riego a mi propiedad debido aque pertenesco a otro ejido pero mi pregunta es esta este sistema funciona cuanta agua puede abentar a una distancia de 3 kilometros en pulgadas 8,4,o 8 y que es recombendable comprer su maquinita o mandar acerla con un fontanero especializado en el tema la manguera recubierta de botellas de plastico recicladas produce invernadero funcionaria con un calentador por inersia jala el agua de abajo alo alto
 
 
#91 win 20-08-2012 16:14
www.zmbombas.com

aqui pueden enciontrar la bomba hidraulica con rueda que respeta el medio ambiente y requiere solo de energia hidraulica.
Llaga a distancia de 12 km y eleva a una altura de 300 metros en vertica.
 
 
#90 jackson 05-08-2012 17:46
hola mi nombre es jackson y mi pregunta es si el ariete puede usarse al mismo nivel del agua ya que en donde lo necesito cuento con un rio pero no me da la inclinacion recomendada, es posible que se pueda usar el ariete en esta situacion o es necesario darle la inclinacion de un metro de altura
 
 
#89 mario gonzalez b 16-07-2012 16:19
gracias por la información esto nos sera útil en la patagonia coyhaique abra que hacerla ,soy gafiter ,un abraso totales....
 
 
#88 Jorge Grajales 22-06-2012 16:04
Alexander comunicate con nosotros itev.col@gmail.com
 


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