El Ariete Hidráulico

El ariete hidráulico fue inventado por Joseph Montgolfier (1749-1810) en 1796, y el ariete hidráulico consiste en una máquina que aprovecha la energía que produce un pequeño salto de agua, para elevar parte de su caudal a una altura superior.

A partir de su invención, el ariete hidráulico tuvo una amplia difusión por todo el mundo. No fueron pocos los caseríos de Euskadi que pudieron tener agua gracias este invento, a pesar de estar a varios kilómetros de la fuente de agua. Con el tiempo este invento cayó en desuso, ya que las nuevas moto-bombas eléctricas o a gasolina de eran capaces de manejar el agua manera más eficiente.

En la actualidad, asistimos a un nuevo renacer de este invento, debido a que su uso resulta mas ecológico que el de una moto-bomba, ya que con el ariete no nos apoderamos de todo el agua de la fuente o cauce como solía pasar con otro tipo de bombas, y el agua que nos sobra puede ser utilizada por los animales o otra persona mas abajo.

Que necesitamos

Para conseguir elevar el agua para regar tu huerta con comodidad huertas o parcelas que se encuentren más elevadas que el agua que se dispone, solo necesitas tener una fuente de agua mas o menos constante, por muy pequeña que esta sea y disponer de un pequeño desnivel donde poder colocar nuestro ariete universal.

Que es un ariete universal

El ariete universal es una una máquina muy sencilla, que eleva el agua a una altura superior, sin necesidad de una fuente de energía externa (funciona sin gasolina y sin electricidad). Para su funcionamiento utiliza un efecto que se llama golpe de ariete que ya lo explicaremos mas a delante.

El ariete universal es una maquina que se construye con piezas de fontanería muy comunes, y en caso de rotura, desgaste, y etc… para poder encontrar una pieza de remplazo, solo tenemos que acudir a una tienda de suministros de fontanería o centro de bricolaje donde encontraremos un remplazo con casi total seguridad.

Funcionamiento

El agua que se encuentra en un deposito, cauce o manantial a una altura superior respecto a nuestro Ariete, el agua cae y se acelera a lo largo del tubo de alimentación en dirección a nuestro Ariete, alcanzando una velocidad e inercia suficiente para poder cerrar las válvulas que generan el golpe de ariete y dejar pasar un pequeño chorro de agua al depósito, equilibrando ambas presiones. En ese momento, la gravedad abre la válvulas de choque y se cierra la válvula del deposito, repitiéndose de nuevo el ciclo de manera constante.

El agua, a cada golpe de ariete, pasa al depósito, donde presuriza el aire que contiene. Este volumen de aire hace fluir el agua, con continuidad, por la manguera de elevación. Cada ved que el circuito se cierra bruscamente o mejor dicho cada ved que se produce un golpe de ariete, se genera una sobre presión, que eleva parte del caudal de agua a través de la salida a una gran altura. El resto del agua retorna de nuevo al río, o se puede redirigir de nuevo a otro ariete situado en una altura inferior.

Generalmente se considera que el ariete esta bien ajustado y funcionando a un buen ritmo o cadencia cuando este está funcionando a uno o dos golpes por segundo.

El caudal de alimentación (Q)

Este caudal de alimentación es el que nos da la medida del ariete. A mayor caudal de alimentación, mayor ariete podemos poner. En general, la decisión estará dada por el caudal de la fuente o regata que dispongamos.

El ariete tiene que consumir algo menos de lo que nos da la fuente, porque si el tubo de alimentación coge aire, deja de funcionar correctamente.

Se recomienda que el tubo de alimentación sea de hierro galvanizado y su longitud conviene que sea del 30 al 50% de la altura de elevación (H), No tiene que tener curvas bruscas ni estrechamientos, ni puntos altos donde se puedan acumular burbujas de aire.

En la siguiente tabla se puede ver cuál es el diámetro (D) del tubo de alimentación, según el caudal de alimentación de que se disponga.

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Rendimiento

El rendimiento del ariete varía en función del cociente H/h.

Al aumentar el valor resultante, el rendimiento disminuye. En la tabla siguiente puedes ver cómo varía el rendimiento energético.

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Como puede deducirse de la tabla, no debe superar más de 12 veces el desnivel de trabajo (h), ya que el rendimiento es muy bajo a partir de ese factor.

El caudal elevado (q)

El caudal elevado depende de varios factores, 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

Tabla orientativa de caudales elevados

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El rendimiento de los arietes de doble campana o doble impacto es un 15% mas superior respecto a los arietes de una sola campana, tanto en cantidad de agua, como en la altura elevada.

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Instalación

La instalación del ariete se puede realizar de distintas maneras ya que su instalación variara según el entorno y la captación de agua que estemos utilizando.

Pero en todas las configuraciones que realicemos, es muy importante que a la entrada de la captación de agua coloquemos filtro para evitar que entre arena, hojas y hierbas a nuestro ariete.

También es conveniente colocar el ariete sujeto en una pequeña base metálica (lo mas pesada posible) o de hormigón, ya que si el ariete esta suelto parte de la inercia del golpe de ariete se pierde al desplazarse por el efecto del golpe.

Alimentación desde un manantial

No es conveniente el conectar directamente el ariete a un manantial, ya que las vibraciones del golpe de ariete que se trasmiten a través del tubo pueden deteriorar el manantial. Para evitar que se dañe el manantial, es mejor colocar un bidón de captación.

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El bidón de captación no es mas que un bidón de pequeñas dimensiones al cual si queremos, le podemos colocar un sistema de filtrado para depurar el agua que estamos captando de nuestro manantial.

Alimentación desde un cauce

Si las características del cauce del río no nos permite instalar un bidón de captación, instalaremos un tubo de captación similar al de la imagen.

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El tubo de captación lo dejaremos semi enterrado en el lecho del cauce de forma que el agua pueda entrar por el orificio que hay en la parte superior del tubo exterior, de esta manera los sedimentos y restos de hojas se depositaran en la base del tubo exterior y el agua

penetrara a trabes de los orificios que tiene el tubo central.

Alimentación desde un bidón o deposito

De todas las configuraciones esta es la mejor forma de alimentar un ariete hidráulico. Para ello necesitaremos un bidón o deposito de al menos 200 litros, y si nos es posible instalaremos un bidón de 1000 litros.

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Hasta el deposito llevarnos las mangueras procedentes de uno o varias captaciones de agua, y la salida de agua del deposito instalaremos las mangueras que alimentan nuestro ariete, de esta manera obtendremos un flujo constante y homogéneo de agua con el cual alimentar el ariete. Posteriormente nuestro ariete elevara el agua hasta el deposito donde queremos almacenar el agua.

Ajuste y puesta en marcha

El ajuste de un ariete universal resulta mucho mas sencillo que el de un ariete construido con una válvula de ímpetu, puesto que en un ariete universal no tenemos que andar regulando el peso y la carrera de las válvulas.

Si la instalación es nueva, lo primero que tenemos que hacer abrir todas las llaves de paso de nuestro ariete, y dejar durante un buen rato que el agua saga a chorros por la salida del aireador. Ya que al hacer esto nos estamos vaciando de aire la tubería que alimenta nuestro ariete. A continuación para el ajuste y puesta en marcha seguiremos los siguientes pasos:

  • Cerraremos la llave del aireador y varios segundos después la llave de salida de nuestro ariete.
  • Si queremos ahora seria un buen momento para colocar un manómetro en la salida del aireador, ya que la utilización de un manómetro nos puede facilitar mucho el trabajo.
  • Cerraremos totalmente la llave de entrada de nuestro ariete, y la abriremos poco a poco hasta observar que la válvula que genera el golpe de ariete se ha cerrado. A esta pieza móvil que abre y cierra la válvula a partir de ahora le llamaremos placa.
  • Con la ayuda de un palito realizaremos una pulsación sobre la placa. Al hacer esto estamos generando un golpe de ariete de manera manual, ya que al pulsar sobre la placa la válvula se libera y el agua empezara a salir a chorros cerrando nuevamente la válvula.
  • Repetiremos el paso anterior tantas veces como sean necesarias generalmente de 12 a 20 veces. Poco a poco veremos en el manómetro como aumenta la presión de nuestro cámara de aire.
  • Llegara un momento en el que la placa se empiece a abrir y cerrar por si sola, generalmente sobre los 2 bares de presión (según el modelo del ariete) y veremos como aumentar la presión a cada golpe de ariete.
  • Con el fin de igualar la presión del cámara de aire y la presión de la manguera de salida del ariete, abriremos (muy poco) y cerraremos rápidamente la llave de salida. Para que el ariete no se nos ahogue y deje de funcionar la presión del cámara de aire nunca debe bajar de la presión con la que se ha puesto a funcionar.
  • Cuando se estabilicen ambas presiones, abriremos la llave de salida, y paulatinamente iremos abriendo la llave de entrada del ariete, para conseguir que entre más caudal en el circuido. Estos pasos solo son necesarios para la puesta en marcha o cada vez que vaciamos el circuito para un mantenimiento. Si el ariete esta bien ajustado y se nos para por que el circuito ha cogido aire o algún otro motivo, con solo pulsar una o dos veces sobre la placa ya debería de entrar en funcionamiento. Como hemos comentado con anterioridad, se considera que un ariete esta bien ajustado cuando el ariete pega uno o dos golpes por segundo.

Mantenimiento

El ariete es una máquina muy rústica, basta con limpiar de hojas el filtro de alimentación y con airearlo de vez en cuando.

Al proceso de extraer el agua que se va acumulando en la cámara de aire del ariete se le conoce como “airear el ariete”. Para realizar esta maniobra hay que cerrar las llaves de entrada y salida de agua y entonces abrir la llave de aireado, esperar a que se vacíe de agua la cámara de aire. Cuando no salga más agua, cerrar la llave de aireado, y abrir nuevamente las llaves de entrada y salida para que el ariete siga en marcha.

Anexo
Medida de la caída o altura del salto

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Se puede hacer con un nivel de agrimensor, en cuyo caso, quien lo tenga, sabrá manejarlo. También se puede utilizar un nivel de carpintero, una tabla derecha y una escala. Se pone la tabla horizontal en cada medida y así obtenemos la caída total.

Medida del caudal

Para calcular el caudal que disponemos, conviene realizar esta medida durante el durante los meses de verano o la temporada más seca, para calcular todo de acuerdo con los mínimos caudales disponibles.

Existen distintas formas de realizar esta medida, pero el método más sencillo es el del bidón o deposito. Consiste en canalizar el agua a través de un tubo o canaleta y verterla en un bidón de una capacidad conocida, y cronometrar cuanto tarda en llenarse. Posteriormente aplicando la formula que viene a continuación calcularemos el caudal:

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Caudal en litros/s = Volumen del depósito en litros / Tiempo de llenado en segundos

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