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Chimeneas de equilibrio y pozos de oscilación

Las chimeneas de equilibrio son un tipo de construcción auxiliar en sistemas hidráulicos que actúan como válvulas de escape de la presión.

Las chimeneas de equilibrio, también llamadas pozos de oscilación o torres piezométricas, son estructuras complementarias a infraestructuras que trabajan con agua y cuyo objetivo es servir de amortiguador a sobrepresiones y subpresiones del canal. Erigidas en vertical, estos grandes cilindros de hormigón se conectan a centrales hidroeléctricas, plantas de tratamiento o fábricas.

Las torres piezométricas tienen muchas variantes, desde sistemas de vía seca con cajas de aire (compresible) a sistemas de vía húmeda que disipan energía a través de placas rompibles, casi en desuso. La más utilizada es la chimenea a presión atmosférica o la chimenea cerrada con aire en su interior. En ambas se disipa la onda de presión de la tubería en un fluido compresible, como el aire.

Para visualizarlo podemos imaginar tres vasos comunicantes con diferentes secciones. Por la sección A entra el fluido que sale por la sección C con un caudal Q. La sección B es la torre piezométrica. Cuando estrechamos o abrimos C (por ejemplo al cerrar una válvula o al abrir las compuertas), la onda de presión resultado del golpe de ariete podría causar desperfectos en la tubería.

De tratarse de una central hidroeléctrica el golpe de ariete puede llegar a afectar a maquinaria como las turbinas e incluso la estabilidad del dique. Para que esto no ocurra en Edytesa diseñamos y construimos chimeneas en B. Ahora, cuando la onda de presión se genera dentro de la tubería, el pozo de oscilación actúa como válvula de escape.

Si la onda de presión es positiva (cierre de la tubería en C), el agua en B se eleva unos centímetros. Cuando la presión es negativa (apertura de C), el agua en B desciende otro tanto. Al igual que un fusible eléctrico o una placa de absorción de impactos en el automóvil, la idea tras el pozo de oscilación es reforzar una infraestructura crítica de forma que sea más resiliente.

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