Una tubería de Impulsión es aquella que es utilizada para conducir el agua desde puntos de menor cota hasta otros ubicados a cotas mayores. La única forma de vencer la diferencia de elevaciones es a través del uso de equipos de bombeo, generalmente del tipo centrífugo si nos referimos a situaciones de Abastecimiento y Recolección de Agua.
El diseño de las impulsiones suele realizar bajo condiciones de régimen permanente, es decir, considerando que a lo largo de la operación del sistema no existirán variaciones en las condiciones de funcionamiento, como lo serían la variación de la velocidad de giro de las Bombas o la modificación del grado de apertura de válvulas en la línea de impulsión.
Por otro lado, cuando se habla del Golpe de Ariete en Impulsiones, se está haciendo referencia a un fenómeno de Régimen No Permanente (Flujo Transitorio) en el cual la variación en el tiempo de las condiciones hidráulicas es de tal magnitud que se generan perturbaciones que pueden conducir a niveles energéticos superiores a aquéllos que se sucederían bajo condiciones de Régimen Permanente.
Por ejemplo en el siguiente gráfico se presenta la variación de la piezométrica en un punto de una Impulsión en la que se ha modificado la velocidad de rotación de los equipos de bombeo desde su valor nominal, a los 100 segundos, hasta un 10% de él, para luego restablecerlo al 100% a los 180 s.
Del gráfico se pueden sacar diversas conclusiones, pero la más significativa es que la perturbación generada por la variación de las condiciones operativas de los equipos de bombeo (la velocidad de rotación en este caso), genera valores piezométricos mayores que los que se obtienen en las condiciones de “operación normal”. En nuestro ejemplo, podríamos esperar sobrepresiones, en el punto en consideración, del orden de los 50 metros, lo cual podría, de no haber sido considerado en el diseño, exceder la presión Nominal de la Tubería utilizada en la Impulsión.
El Golpe de Ariete en Impulsiones es algunas veces subestimado en la fase de diseño, normalmente por la necesidad de tener que recurrir a métodos gráficos o aproximados que permitan determinar las presiones máximas y mínimas que se pueden generar ante su ocurrencia y las cuales pueden tomar magnitudes tales que con seguridad comprometerían la integridad física de la tubería y equipos de bombeo si no se toman las previsiones del caso.
En lo que se refiere al Diseño de Impulsiones, la situación más desfavorable (en cuanto a las presiones máximas posibles en el sistema) es cuando la detención súbita o de emergencia de los equipos de bombeo genera el Golpe de Ariete en Impulsiones. Esta detención de emergencia está normalmente asociada al fallo de suministro de energía eléctrica a la Estación de Bombeo.
Esta situación es la más desfavorable dado que es precisamente la que no puede ser controlada por los operadores o por dispositivo alguno, generándose así las mayores perturbaciones en las condiciones hidráulicas del sistema apareciendo no sólo sobrepresiones significativas sino también subpresiones que podrían inclusive hacer colapsar la tubería por vacío.
En la siguiente figura se presenta la comparación en dos escenarios en el que se modela el Golpe de Ariete en Impulsiones con las mismas características geométricas pero en las que se ha variado el Valor del Momento de Inercia:
Como se observa, en el caso del escenario Baja Inercia, las variaciones de Piezométricas serán mayores que en el caso del escenario Alta inercia.
Si bien existen curvas universales para la simulación del funcionamiento de las bombas bajo estas condiciones, lo ideal sería poder contar con la información específica del tipo de bomba utilizada en la instalación bajo análisis lo cual no siempre es posible pues son curvas complejas que deben ser generadas por el fabricante de los equipos en bancos de prueba.