Golpe de Ariete en Sistemas de Tuberías. Comparación de resultados entre el cálculo tradicional y la simulación de transitorios hidráulicos

Abstract

En este proyecto se comparan los resultados del cálculo de la sobrepresión por golpe de ariete obtenidos a través de métodos tradicionales (Método de Michaud y Método de Allievi) y a través del cálculo de transitorios hidráulicos. Se lleva a cabo dicho análisis en un sistema de protección antiincendios de dos hidrantes. Se estudian cuatro casos distintos, a fin de poder comparar los resultados en varias de las diferentes condiciones de funcionamiento que se pueden dar en un sistema. Estos son: cierre de un hidrante mientras el otro permanece cerrado y viceversa, cierre simultáneo de ambos hidrantes, y cierre de ambos hidrantes con un desfase de 10 segundos. Se observa cómo, en general, los resultados son distintos según se realice el cálculo de una manera u otra. Los métodos tradicionales realizan diversas simplificaciones que llevan a errores en el resultado obtenido. También presentan una serie de limitaciones. Una de ellas es que no detectan las depresiones. El cálculo a través de transitorios hidráulicos, por el contrario, sí que las detecta. Adicionalmente, los métodos tradicionales no son válidos cuando en el sistema ocurren, al mismo tiempo, dos o más sucesos. Por último, los métodos tradicionales no permiten conocer la sobrepresión en ninguna parte del sistema que no sea el punto donde se origina el golpe de ariete. Se ve a través del cálculo de transitorios hidráulicos que la onda de presión, al trasladarse, genera una sobrepresión importante en múltiples puntos del sistema.

In this project, the results of the calculations of the overpressure generated by the water hammer obtained through traditional methods (Michaud’s Method and Allievi’s Method) and through the calculation of hydraulic transients. This analysis is carried out on an antifire protection system with two hydrants. Four different cases are studied, with the goal of being able to compare the results obtained in various of the different scenarios which can take place on a system. These are: closing of a hydrant while the other stays closed and vice versa, simultaneous closing of both hydrants, and closing of both hydrants with a 10 second offset. It can be seen that, in general, results are different depending on the method used. Traditional methods implement several simplifications that lead to wrong results. They also present a series of limitations. One of them is that they do not detect depressions. The calculus using hydraulic transients does. Additionally, traditional methods are not valid when two or more events happen at the same time. Lastly, traditional methods cannot obtain the overpressure in any part of the system other than the point where the water hammer was originated. It can be seen using hydraulic transients that the pressure wave, while translating, generates relevant overpressure in multiple points of the system.