Un golpe de ariete

Todos hemos visto las imágenes de un ariete golpeando las puertas de una fortaleza. El funcionamiento es simple e intuitivo. Se ha retroceder un elemento pesado ganando energía potencial y cinética de forma que al avanzar de nuevo golpee con fuerza. La inercia es suficiente para destrozar cualquier puerta. Tal vez os sorprenda saber que podemos encontrar algo similar en nuestras casas.


A la derecha tenemos la imagen típica de un ariete que he obtenido en Wikipedia. Pero hay que recordar que cualquier masa con velocidad puede provocar el mismo efecto. En particular, una masa equivalente de agua puede golpear con la misma fuerza que un tronco o una barra de acero. ¿donde buscarla?. Simple. En cualquier tubería larga como las que suministran agua a nuestras casas. De ellas surge el agua con una cierta velocidad que, si mantenemos fijo el diámetro, es la misma a lo largo de todo el tubo. Por tanto, si cerramos un grifo bruscamente tenemos muchos metros de agua moviéndose que deben parar de golpe.

El efecto se conoce como "golpe de ariete" y es el principal causante de las averías en cualquier tubería o circuito hidráulico.
La sobrepresión es mayor cuando más larga sea la tubería, mayor la velocidad del agua y más rápido el cierre de los grifos o llaves. El resultado son ruidos y golpeteos a bajas presiones y deformaciones y roturas si la presión se eleva en exceso. Y eso, a pesar de que pueden utilizarse tuberías de gran resistencia (hasta 26 bares, una presión similar a la existente en el agua a 250 metros de profundidad). Si la tuberia contiene burbujas de aire, este es comprimido y calentado bruscamente, pudiendo contribuir a los daños. Por ello es conveniente disponer disipadores de presión, como depósitos a presión atmosférica, en las canalizaciones de agua.

Pero, en ocasiones, se puede sacar partido a este fenómeno. El ejemplo más espectacular puede verse en Las Médulas. Este impresionante paisaje, reconocido como Patrimonio Cultural de la Humanidad, es el resultado de la minería del oro realizada en tiempos romanos utilizando un proceso denominado "ruina montium", una de cuyas variantes podemos ver en la animación siguiente. La descripción citando al Museo Virtual de la Ciencia seria:

Se construía una red de pozos y galerías sin salida exterior que minaban toda la masa que se quería abatir, introducían en ella todo el caudal de agua almacenada en el depósito y producían un efecto de compresión del aire que actuaba como explosivo, consiguiendo el derrumbe de todo el conglomerado minado.

El monte se derrumbaba permitiendo recoger el oro aguas abajo. Una aplicación muy ingeniosa para una época sin explosivos y sin maquinaria pesada. Y una muestra mas de la avaricia humana por el oro a lo largo de la historia.

Nota: Gracias a Luis González de UST-Getafe por sus comentarios sobre el golpe de ariete en tuberías y, especialmente, por sus explicaciones sobre Las Médulas. Naturalmente, cualquier posible error es solo mío.

Actualización: Gracias a ESE he descubierto que el vinculo que lleva a la animación ha cambiado y lo he corregido. Es un problema inevitable. No deseo copiar contenidos ajenos sin permiso, así que los enlazo mencionando su origen. A cambio se corre el riesgo de perderlos y con ellos parte de la explicación.

Próximo tema: Volando con la energía de la lámpara.
Categoría: Física