¿Has escuchado hablar de la cavitación de bomba? Este fenómeno puede causar múltiples problemas en el funcionamiento de una bomba, desde una disminución en su rendimiento hasta daños irreparables. En este artículo te explicaremos qué es la cavitación de bomba, sus tipos, causas y cómo prevenirla. ¡No te lo puedes perder!
La cavitación de bombas es un fenómeno por el cual se producen burbujas de gas o vapor en un fluido como consecuencia de cambios de presión o temperatura. Cuando las burbujas en la bomba colapsan, activan ondas de choque muy fuertes dentro del cuerpo interno de la bomba, lo que puede causar daños importantes al impulsor de la bomba.
La cavitación en una bomba es uno de los inconvenientes más frecuentes que se presentan en el bombeo de fluidos. Puede presentarse en cualquier tipo de bomba, ya sea centrífuga, sumergible, autoaspirante, entre otras. Por lo tanto, es importante saber identificar la cavitación en las bombas antes de que cause más daños.
De esta manera, las burbujas se transfieren junto con el líquido. Al elevar la presión de las aguas en el desplazamiento, el fluido deja de producirse correctamente. El bombeo se vuelve ineficiente. Las burbujas pueden estallar con fuerza. Esta explosión podría causar daños importantes a las tuberías u objetos cercanos.
La importancia del diseño del sistema de bombeo y el problema de la cavitación
Un buen diseño de los sistemas de bombeo es fundamental durante la realización de la ingeniería hidráulica. Se deben tomar las medidas preventivas en la etapa de diseño para evitar la cavitación asegurando suficiente presión de succión. Asimismo, se puede contemplar el uso de tubos de mayor diámetro, o situar la bomba a un nivel inferior.
Tipos de bomba de cavitación
Se clasifica en dos tipos:
- Cavitación inercial
- Cavitación no inercial.
Cavitación inercial
También se conoce como cavitación transitoria. La razón principal de la Cavitación Inercial es el proceso cuando la burbuja/vacío estalla rápidamente, lo que resulta en una fuerte onda de choque. La cavitación inercial ocurre cuando el diámetro de la burbuja se vuelve aproximadamente el doble de su diámetro original durante un solo ciclo de presión acústica. Las burbujas de gran diámetro estallan violentamente y luego colapsan impulsadas por la inercia del fluido. Por lo tanto, provoca la fragmentación potencial en muchas burbujas más pequeñas.
Cavitación no inercial
La cavitación no inercial es el fenómeno en el que pequeñas burbujas en un líquido oscilan con fuerza en presencia de un campo acústico. Y, las burbujas colapsan cuando la intensidad del campo acústico es insuficiente.
Ocurre cuando la burbuja oscila en forma y tamaño pero no estalla.
Causas de la cavitación
La causa principal de la cavitación en una bomba se debe a un bajo NPSH (Altura de succión positiva neta) en el extremo de succión de la bomba. El NPSH es la energía que empuja el líquido a través de la bomba. Cuando cae el NPSH, se produce la cavitación.
Hay varias razones para una caída en NPSH de los valores esperados. Los diferentes escenarios son:
- Cuando el diámetro de la tubería de succión es demasiado pequeño
- Cuando la tubería de succión está a una gran distancia de la bomba
- La bomba se coloca en un lugar alto por encima de la fuente de fluido.
- Cuando el líquido desplazado tiene una presión de vapor baja
Cuando la velocidad de funcionamiento de la bomba es demasiado rápida.
Posibles consecuencias de la cavitación
- La cavitación provoca reducción de la capacidad de bombeo. Cuando la velocidad de la bomba cae, no puede seguir el flujo entrante, lo que genera una situación de desbordamiento.
- Daños en la bomba. La cavitación puede causar una vibración excesiva, lo que lleva a un desgaste excesivo del impulsor, los anillos de cojinete, las placas de cojinete, etc.
- Sellos y cojinetes que fallan prematuramente.
- Cuando la cavitación no se rectifica, daña los componentes críticos de la bomba, reduciendo severamente la vida útil de la bomba.
¿Señales de advertencia para tener cuidado con la cavitación?
Los siguientes son los síntomas de la cavitación en las bombas.
- En un líquido, la cavitación es la presencia de aire, vacío o burbujas.
- Reducción de la capacidad de la bomba
- Provoca daños excesivos en los cojinetes y los sellos.
- Aumento repentino de la vibración
- Mayor consumo de energía
Mejores prácticas para prevenir la cavitación
Valores de NPSH de la bomba
Hacer un seguimiento de los valores de NPSH puede ayudarlo a evitar la cavitación.
- Calcule la disponibilidad de altura neta positiva de succión (NPSHa)
- Compare este valor con el NPSHr (cabeza de succión neta positiva requerida).
- Para evitar la cavitación, el NPSHa debe ser uno o dos pies más alto que el NPSHr.
El NPSHr es la capacidad de diseño de la bomba y tiene un valor finito para una bomba en particular. A diferencia del NPSHr, el NPSHa depende de los parámetros del sistema. Podemos modificar la capacidad NPSHa de la bomba. Los siguientes son los factores de los que depende el valor de NPSHa.
Presión atmosférica estable
La presión atmosférica depende de la altitud. En elevaciones más altas, la presión es más baja y no hay suficiente para empujar el líquido.
La presión de vapor del líquido bombeado.
Depende de la viscosidad y la temperatura del fluido bombeado. Si el líquido está a temperatura ambiente, podemos bombearlo más fácilmente en comparación con el bombeo de líquidos a alta temperatura.
Altura estática entre la bomba y el nivel del agua
Al acercar la bomba al nivel del líquido, puede aumentar el NPSHa.
Pérdidas por fricción
Podemos reducir las pérdidas por fricción mediante el uso de bombas de gran diámetro.
Al alterar estos factores, el usuario de la bomba puede aumentar el NPSHa más cerca del NPSHr, evitando así la cavitación.
¿Cuáles son los dispositivos para diagnosticar y eliminar efectivamente la cavitación de la bomba?
La solución más fácil y efectiva es escuchar el flujo de la bomba. El flujo se puede rastrear fácilmente mediante el uso de medidores de flujo. Los caudalímetros están disponibles en el mercado. Elija el adecuado según el tipo de líquido bombeado.
Además del método anterior, una forma de identificar la cavitación es prestar atención a los sonidos dentro de la bomba. Por lo general, esto es seguido por vibraciones. Además, la eficiencia de la bomba disminuye notablemente. También es posible que los técnicos de bombas capacitados puedan escuchar las variaciones de sonido de la bomba sin usar un dispositivo externo. Estos técnicos pueden detectar cambios en las vibraciones, diagnosticando así la cavitación.
¿Qué aplicaciones de bombas son más susceptibles a los problemas de cavitación?
La cavitación es más común en aplicaciones de bombas que tienen alturas de succión altas y cabezales de descarga bajos o nulos. Por ejemplo, las bombas utilizadas para desviar las aguas residuales de las alcantarillas se encuentran entre los casos más comunes de cavitación. Otro ejemplo es el bombeo de líquidos calientes que están cerca de sus puntos de ebullición.
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