Calculadora de Tiempo Crítico de Cierre de una Válvula (Golpe de Ariete) — Online y Gratis

¿Qué es Tiempo Crítico de Cierre de Válvula?

Cuando una válvula se cierra, la onda de presión generada viaja hacia atrás por la tubería a la velocidad del sonido en ese sistema (la celeridad c), se refleja en el tanque de origen, y regresa a la válvula. El tiempo que tarda ese viaje de ida y vuelta es exactamente 2L/c, el llamado tiempo crítico o período de la tubería.

Si la válvula termina de cerrarse antes de que la onda reflejada regrese (tiempo real de cierre menor que Tc), la sobrepresión de Joukowsky se desarrolla por completo: ese es el llamado cierre rápido. Si la válvula tarda más en cerrar que Tc, la onda reflejada ya alcanza a "aliviar" parte de la sobrepresión antes de que el cierre termine, resultando en una sobrepresión menor a la teórica máxima: eso es un cierre lento. ¿Por qué esta distinción importa tanto en el diseño? Porque diseñar una tubería para la sobrepresión completa de Joukowsky cuando en realidad se puede lograr un cierre lento (por ejemplo, con una válvula motorizada de cierre programado) puede llevar a sobredimensionar la tubería de forma innecesaria y costosa.

Este umbral de tiempo es, en definitiva, la frontera que decide qué fórmula de sobrepresión aplica realmente al caso específico de cada sistema.

Fórmulas utilizadas

Donde L es la longitud de la tubería entre la válvula y el punto donde la onda de presión se refleja, típicamente un tanque o un depósito abierto (m), y c es la celeridad de la onda de presión en ese sistema, que depende de la rigidez de la tubería y la compresibilidad del fluido (m/s). El resultado Tc es el tiempo crítico de cierre (s): si el tiempo real de cierre de la válvula es menor a Tc, el golpe de ariete alcanza su sobrepresión máxima completa.

Ejemplo resuelto paso a paso

¿Cuándo usar esta calculadora?

Se usa junto con la calculadora de golpe de ariete, como el chequeo previo obligatorio para saber si la sobrepresión de Joukowsky calculada realmente aplica al caso de cierre real de la válvula, o si el cierre es lo bastante lento como para reducir esa sobrepresión. También es un dato clave al especificar el tiempo de cierre de válvulas motorizadas o de cierre automático, para mantenerlo deliberadamente por encima de Tc y así limitar la sobrepresión generada. ¿Tu válvula cierra manualmente y no tienes control preciso sobre el tiempo? Es más seguro diseñar asumiendo un cierre rápido (con la sobrepresión completa de Joukowsky), a menos que puedas garantizar un tiempo de cierre controlado y mayor a Tc.

Calculadoras relacionadas