Hasta ahora hemos visto fluidos estacionarios. Pero si cerramos una válvula instantáneamente, la energía cinética del agua se transforma violentamente en energía de presión. Se crea una onda de choque que viaja a la velocidad del sonido en el agua ($c$).
El incremento máximo de presión originado por este frenazo en seco se calcula con la ecuación de Joukowsky:
Donde $\Delta V$ es el cambio brusco de velocidad del agua, y $c$ es la celeridad de la onda (aprox. $1400$ m/s para agua en tubos rígidos).
Enunciado: Por una tubería de acero fluye agua ($\rho = 1000$ kg/m³) a una velocidad de $V_0 = 2.5$ m/s. Un operario cierra una compuerta de forma casi instantánea, reduciendo la velocidad a $0$ m/s. Asumiendo que la velocidad de la onda de presión en esta tubería es $c = 1200$ m/s, calcula la sobrepresión del golpe de ariete.
Paso 1: Identificar los datos
Paso 2: Aplicar la Ecuación de Joukowsky
Paso 3: Resolver y analizar las unidades
Conclusión: Al cerrar la válvula de golpe, la presión dentro del tubo pega un salto instantáneo de **30 Bares** (aproximadamente 30 veces la presión atmosférica). Esto equivale a añadir de golpe el peso de 300 metros de agua sobre la tubería. Por esto es vital cerrar las válvulas despacio en la industria pesada o instalar chimeneas de equilibrio.