El ariete hidráulico es una máquina que aprovecha únicamente la energía de un pequeño salto de agua para elevar parte de su caudal a una altura superior. Fue inventado en 1796 por Joseph Mantgolfier (1749-1810) y su ingenio se difundió ampliamente por todo el mundo, adaptándose por ejemplo 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 centrifuga. En la actualidad asistimos a un renacer del interés sobre este artilugio merced a que es eficiente, ecológico y muy didáctico.

La T.I.A o Taller de Investigación Alternativa se dedica desde 1998 a investigar y difundir las tecnologías límpias -tanto en escuelas como a través de cursos-, consiguiendo que cada vez mayor número de personas utilicen aparatos rescatados del olvido, sencillos y de fácil aplicación. Vimos cómo funciona este ariete hidráulico en los talleres que sobre Energías Renovables impartieron en el Encuentro de Ecoaldeas de Artosilla del verano 99.

FUNCIONAMIENTO (ver fig. 1)

(fig. 1)

El agua se acelera con su caída a lo largo del tubo de alimentación hasta alcanzar una velocidad suficiente como para que se cierre la válvula A, entonces se crea una fuerte presión producida al detenerse bruscamente el agua. Este golpe de presión abre la válvula B pasando un pequeño chorro de agua al depósito hasta que se equilibran las presiones. Es en este momento cuando la gravedad abre la válvula A y se cierra la B, repitiéndose de nuevo el ciclo. A cada golpe de ariete el agua pasa al depósito donde se presuriza el aire. Este volumen de aire hace fluir el agua con continuidad por la manguera de elevación. El ritmo suele ser de uno o dos golpes por segundo. El ariete hidráulico es una máquina que provoca continuos cierres bruscos de un circuito de agua con aceleración y que aprovecha las sobrepresiones para mandar parte del caudal a una gran altura.

En el centro de la foto J.M. Jiménez "Super", de la T.I.A., frente a un ariete

 

 

RENDIMIENTO

(R) El rendimiento del ariete hidráulico varía en función de cociente H/h. Al aumentar el valor resultante, el rendimiento disminuye; en la tabla siguiente puede verse cómo varía el rendimiento energético.

LA ALTURA DE ELEVACIÓN (H)

Como puede deducirse de la tabla anterior, éste no debe superar más de 12 veces el desnivel de trabajo.

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).

Caudal elevado:

q= 0,57·100·3/24=7´125 lit/min=10.260 litros/día.

EL CAUDAL DE ALIMENTACIÓN(Q):

El ángulo de inclinación del tubo de alimentación (a) debe estar entre los 10º y los 45º con la horizontal. 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 el que provoca el golpe de ariete por lo que ha de tener una longuitud, inclinación y diámetro adecuados, sin curvas ni estrechamientos.

Más Información: Asociación T.I.A C/ San Lorenzo, 29 31.194 AZOZ (Navarra)

correo electrónico: ingesol@jet.es

Esta es una bomba de ariete construida únicamente con elementos comunes de fontanería. Es económica y de fácil montaje. Resulta un bonito ejercicio para desarrollar en el aula de tecnología de la E.S.O; con él se puede aprender mucha fontanería, física, matemáticas, etc. Todas las piezas menos el depósito de aire y las dos válvulas son de hierro galvanizado. Para caudales pequeños (menores de 30 lit/min) pueden usarse tubos y piezas de calibre menor que D. Es decir, de 1 , ¾ ó ½ pulgada. Las mejores válvulas de retención son las marca “Mana”, de Zaragoza y las “Europa”.

MODIFICACIÓN DE LA VÁLVULA DE PIE DE POZO

La válvula se abre desenroscando la base y la alcachofa. Hay que cortar el vástago de latón por su base y sustituirlo por una varilla roscada inoxidable de 10 mm de calibre y 25 cm de largo. Para ello nos serviremos de dos tuercas inoxidables, una a cada lado de la goma, la rodaja y la rosca de latón. Haremos otro taladro -bien centrado- en la cara superior de la alcachofa. Para que pase holgadamente el nuevo eje, hay que abrir más las ranuras de la alcachofa permitiendo que el agua salga con libertad. Una vez montada la válvula, se colocan varios tubos de cobre concéntricos alrededor del nuevo eje, que servirán de contrapeso. Se inmovilizan mediante tuercas y arandelas que usaremos para fijar el recorrido del eje.

AJUSTE

Una vez instalado el ariete, se varía el recorrido del eje subiendo o bajando el contrapeso y el peso de éste hasta que al abrir la llave de paso y subir y bajar el eje con la mano varias veces el ariete se estabilice a un ritmo de 1 a 2 golpes por segundo.

MANTENIMIENTO

El ariete necesita pocos cuidados. Tendremos que limpiarlo cada varios meses y cerrar las dos llaves para que se vacíe la máquina. Así se renueva la cámara de aire, que puede llegar a disolverse en el agua con el paso del tiempo.

T.I.A.