INTRODUCCIÓN

Si bien sabemos una bomba de ariete es un dispositivo que se puede construir

fácilmente debido a que sus componentes son fácilmente de conseguir, no se

necesita de energía eléctrica, de forma que se pueden utilizar en sitios remotos e

inaccesibles, que de otra forma no podrían bombear agua a cierta altura.

Como parte complementaria del curso de Hidráulica de Maquinaria y del Flujo no

Permanente se elaboró un prototipo de una bomba de ariete el cual se encuentra

descrito en el desarrollo de este reporte. El objetivo de la construcción de este

prototipo es tener una mejor visualización y conocimiento de las partes de esta

bomba asi como su funcionamiento.

MARCO TEÓRICO

DEFINICIÓN

La bomba de ariete o ariete hidráulico es una

bomba de agua totalmente automática y de fácil

construcción que no requiere motor o mecanismo

manual. La bomba de ariete aprovecha la energía

de un caudal de agua descendente para impulsar

parte de esa agua a mayor altura. Cuando se

dispone de un caudal permanente, la bomba puede funcionar continuamente sin

intervención externa. Como principal inconveniente podemos alegar que sufren

una cierta pérdida de agua mientras funcionan en el golpe de ariete.

Pero su punto fuerte, además de su facilidad, es que funcionan sin electricidad, de

forma que se pueden utilizar en sitios remotos e inaccesibles, que de otra forma

no podrían bombear agua a cierta altura.

HISTORIA

Al parecer John

Whitehurst de Cheshire

en 1772 fabricó lo que

llamó una "máquina de

pulsación" pero no se

tienen detalles sobre el

invento. La primera

bomba de ariete similar a

las de hoy de la que

tenemos noticia fue inventada en 1796 por Joseph Michel Montgolfier quien la

instaló en su fábrica de papel. Durante el siglo XIX la bomba de ariete se

popularizó mucho pero con la llegada de la electricidad y los motores de bajo

coste, ha caído en desuso.

FUNCIONAMIENTO

El principio de funcionamiento es como sigue. El líquido, normalmente agua,

procedente de un depósito suministrador A se acelera por un tubo de carga

inclinado B con lo que su energía potencial se convierte en energía cinética.

Cuando la velocidad llega a un valor determinado, la válvula de descarga C

súbitamente cierra cortando el flujo lo cual genera una sobrepresión en el extremo

inferior del tubo de carga, un golpe de ariete, que fuerza el agua a abrir la válvula

anti-retorno D y a subir por el tubo de descarga F hacia el nivel superior del

depósito G. La válvula de descarga C se vuelve a abrir debido a la bajada de

presión del flujo de agua y el ciclo comienza de nuevo, cerrándose cada vez que el

flujo adquiere cierto valor.

En ese coloca una

campana o calderín lleno

de un gas a presión,

normalmente aire, que

amortigua los golpes de

ariete y mantiene un flujo

más constante de fluido

por el tubo F. Este gas se

acaba disolviendo en el

agua por lo que es

necesario reponerlo o envolverlo en un globo de goma para evitar que se disuelva.

Algunas bombas van provistas de un sistema que inyecta una burbuja de aire con

cada ciclo. Este sistema consiste en que se diseña el mecanismo para que al

cerrar la válvula D permite que se invierta momentáneamente el flujo del agua por

lo que al cerrar súbitamente la válvula se produce una depresión que fuerza la

entrada de un poco de aire por la válvula K.

Si la bomba de ariete tuviera un rendimiento energético perfecto entonces la masa

de agua perdida por la válvula C, a la que llamaremos Q, multiplicada por la altura

de suministro h sería igual a la altura H multiplicada por la masa de agua

elevada, q. Es decir: q = Q*h/H. En la realidad el rendimiento siempre es inferior y

depende en gran medida de la relación h/H. En el mejor de los casos el

rendimiento puede llegar al 85% pero decrece según crece la altura H y puede

caer hasta el 20% o menos en instalaciones que bombean a gran altura

Un ariete hidráulico solo puede elevar parte del agua que recibe, pero aun así es

un dispositivo muy útil considerando que se puede utilizar para aprovechar arroyos

o ríos con suficiente pendiente. Es esas situaciones el agua “desechada”

regresará a la fuente sin generar desperdicio del preciado líquido.

POTENCIAL DE USO

Por el bajo costo de

construcción, costo de

operación cero y cero

contaminación (no se

utiliza ningún tipo de

energía ni combustible

fuera de la fuerza del

fluido) se considera

que este equipo puede

ser utilizado en casi

toda actividad donde el

caudal inicial de fluido no sea un problema o pueda ser reciclado. La presente

tecnología es una alternativa de solución con muchísimas ventajas con respecto al

uso de sistemas y equipos de bombeo más conocidos (motobombas, electro

bombas), por tanto nos corresponde a nosotros plantear esta alternativa muy

antigua por cierto en usos y necesidades actuales como riego, agua potable y

otros.

MATERIALES

ESQUEMA DE ARMADO DE LA BOMBA

PROCEDIMIENTO

1.- armamos la caja de válvulas, y ensamblamos el nicle y la cubrimos con cinta

teflón para evitar pérdidas de fluido.

2.- ensamblamos el codo de 1” en lo que anteriormente ensamblamos, y ahora

ensamblamos el nicle para la conexión de la válvula de 1” e instalamos la válvula

de alimentación de 1”.

3.- con lo anterior tenemos la caja de válvulas armada, ahora instalamos en ella un

codo de 1” que nos servirá para armar la válvula de descarga y el acumulador.

4.- ya que tenemos bien armado todo lo anterior, instalamos el nicle y el reductor

tipo campana y por consiguiente instalamos el acumulador que nos servirá como

un vacio para tener presión en la bomba, y lo recubrimos ya sea con silicón o con

cinta teflón.

CONCLUSIÓN

En este proyecto que se nos encomendó realizar, pudimos obtener demasiados

conocimientos de manera práctica, cosa que para nosotros es de suma

importancia en cuanto a la visión del futuro como ingeniero.

Sin duda la Hidráulica es fundamental para el desarrollo de la humanidad por el

uso que se le da en la actualidad, tanto en la manera en que usamos el agua, ya

sea para beber o asearnos, así como también en este caso, para generar energía.

Nuestra bomba, con algunos detalles, logró su cometido, bombear el agua hacía

una altura mayor, basándonos en la presión que el agua hace con el ariete que

conforma nuestra bomba, así como también pudimos observar que a pesar de que

la altura de donde viene el agua pueda ser mayor, no siempre da como resultado

que el agua suba de manera más rápida, incluso en nuestro caso fue factor para

que no trabajara bien.

En conclusión, la bomba nos hizo entender y utilizar muchos conceptos que

hemos aprendido a lo largo del curso, así como también en donde emplear ciertas

fórmulas que se nos enseñaron y algunas otras metodologías.

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CHIAPAS

FACULTAD DE INGENIERÍA

CAMPUS I

HIDRÁULICA DE MAQUINARIA Y DEL FLUJO NO PERMANENTE

REPORTE: BOMBA DE ARIETE HIDRÁULICO

ALUMNOS:

C101050 HERNÁNDEZ SÁNCHEZ MARCELA LETICIA

C101087 PÉREZ TRUJILLO JORGE LUIS

C101103 SILVANO LÓPEZ MARIANA GABRIELA

C101106 TRINIDAD CORONA ERICK IVAN

C101113 VELÁZQUEZ VELÁZQUEZ SANTIAGO

CATEDRÁTICO:

M.I. DÍAZ MOLINARI FIDEL ALEJANDRO

7° SEMESTRE, GRUPO “A”

TUXTLA GUTIÉRREZ. CHIAPAS; 13 DE MAYO DE 2013.