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El pulso de Jucowski es el pulso de variación de presión máxima que se puede dar en una instalación cuando se produce una interrupción abrupta (instantánea) del flujo.
El pulso de Jucowski expresado por unidad de peso de fluido, se calcula como: C*Vo/g, donde:
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C es la celeridad de la onda (velocidad relativa de la onda respecto al fluido) de sobrepresión o depresión,
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Vo es la velocidad media del flujo, en régimen,
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g es la aceleración de la gravedad: 9.81 m/s²
A su vez, la celeridad de la onda se calcula como:
C=sqrt((K/ro)/(1+K*D/(E*e))), donde:
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K es el módulo elástico del fluido,
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ro es la densidad del fluido,
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E es el módulo de elasticidad (módulo de Young) de la tubería que naturalmente depende del material de la misma,
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e es el espesor de las paredes de la tubería,
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D es el diámetro de la tubería.
Para el caso particular de tener agua como fluido (ro=1000 kg/m³ y K=2.074 E+09 N/m²), se llega a la fórmula de Allievi:
C=9900/(sqrt(47.3+lambda*D/e))
donde se introduce una variable (lambda) que depende del material de la tubería, y a modo de referencia se dan los siguientes valores:
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acero: lambda=0.5
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fundición gris: lambda=1.0
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amianto-cemento: lambda=5.0 a 6.0
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PVC: lambda=20 a 25
El suponer que el pico de presión que se produce se corresponde con la fórmula de Jucowski implica suponer que el acontecimiento es rápido (tiempo de maniobra<2*L/C con L=Longitud de la tubería), y que se desprecia la fricción. Ambos factores nos aseguran que en alguna sección de la tubería se alcanzará el pulso de Jucowski.
Sin embargo, si dimensionáramos toda la tubería suponiendo un pico máximo igual al de Jucowski, estaríamos sobredimensionando la tubería (salvo en casos de separación de columna liquida donde aparece cavitación, y entonces el colapso de la burbuja de vapor puede provocar pulsos superiores al de Jucowski). Se estaría sobredimensionando la tubería porque para un acontecimiento rápido, el pulso de Jucowski sólo se alcanza en algunas secciones de la tubería, pero no en toda su longitud.
Además el efecto de la fricción tiende a amortiguar el efecto de la perturbación, disminuyendo el pico de presión.
Por lo tanto, el pulso de Jucowski debe usarse como un valor de referencia; debe tenerse en cuenta que muy probablemente estemos sobredimensionando la tubería.
Lo más recomendable es una simulación del fenómeno utilizando un software que esté basado en el modelo elástico.
Como por ejemplo el software desarrollado por Istec Ingeniería: HiTrans, o alguno similar.
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