¿Alguna vez has oído hablar sobre la cavitación? La cavitación es un fenómeno caracterizado por la vaporización y la formación de burbujas provocadas por cambios de presión. Las fallas de cavitación pueden afectar al funcionamiento de las bombas y, en algunos casos, comprometer por completo el equipo.
Lee este artículo y entiende mejor qué es la cavitación, cómo evitarla y cómo solucionar este problema.
¿Qué es la cavitación?
La cavitación es un fenómeno hidrodinámico que afecta a los sistemas de bombeo y puede provocar daños y averías en los equipos. Se produce cuando se forman burbujas de vapor en un flujo de fluido, causadas por reducciones de presión. En la cavitación se forman burbujas a partir de la vaporización del líquido. De este modo, suele manifestarse en las palas de bombas o turbinas hidráulicas.
La presión donde se produce la cavitación puede ser igual o inferior a la presión de vapor, dependiendo del número y distribución de las partículas en el líquido, a las que se pueden adherir pequeñas burbujas de gas o aire no disuelto. Así, estas partículas actúan como lugares de nucleación para iniciar la vaporización.
Además, el crecimiento y la implosión de estas burbujas de vapor adyacentes a superficies sólidas pueden causar graves daños por erosión en las superficies de los materiales. Como la vaporización forma cavidades, el término cavitación se utiliza para describir la erosión y el desgaste causados por las burbujas.
En pocas palabras, la cavitación puede definirse como la formación de vacíos parciales en un líquido por un cuerpo sólido que se mueve rápidamente o por ondas sonoras muy intensas.
Cuando no se realiza un mantenimiento adecuado, la cavitación puede causar daños en los equipos, una disminución de la productividad y pérdidas económicas, inconvenientes que pueden ser evitados cuando el problema se identifica a tiempo.
Cavitación en bombas industriales
La cavitación es un efecto común en las bombas industriales. Cuando se produce, el rendimiento del activo se reduce o incluso se ve comprometido.
Como ya se ha explicado, la cavitación en las bombas se produce debido a una disminución de la presión en el ojo del rotor, que a su vez está causada por un aumento de la velocidad del fluido. Como resultado, el fluido puede hervir parcialmente a la temperatura de bombeo. Sin embargo, hay otros factores que pueden contribuir a un problema de cavitación.
Causas de la cavitación en bombas industriales
Los problemas de cavitación en bombas industriales pueden iniciarse debido a los siguientes factores:
- Presión reducida en la boquilla de aspiración;
- Aumento de la velocidad de entrada del caudal en la boquilla de aspiración;
- Aumento de la temperatura del fluido bombeado;
- Separación de capas en el flujo o su reducción debido a un cambio en la viscosidad del fluido bombeado;
- Mal estado de la tubería de aspiración, obstrucciones o componentes que generen demasiada pérdida de carga;
- Además, el tipo de bomba utilizado puede ser inadecuado para el trabajo y, por lo tanto, sufrir cavitación.
Tipos de cavitación
Existen diferentes tipos de cavitación, siendo los más comunes la cavitación de succión y la cavitación de descarga. Como tales, cada tipo puede producirse en situaciones diferentes y tener características específicas.
Cavitación de aspiración
La cavitación de aspiración se produce cuando una bomba se encuentra en condiciones de baja presión o alto vacío. Cuando el fluido bombeado entra en el ojo de una bomba centrífuga, la presión se reduce. Como resultado, se forman burbujas en el ojo del impulsor y se desplazan a regiones de mayor presión, colapsando en las partes externas del impulsor.
Cavitación de descarga
Este tipo de cavitación se produce cuando la presión de descarga de la bomba es extremadamente alta o cuando el caudal de descarga está restringido y no puede salir de la bomba. Una presión de descarga muy alta hace que una gran parte del fluido bombeado circule por el interior de la bomba. Debido a ello, la circulación interna es forzada a través del hueco entre el impulsor y la carcasa de la bomba a alta velocidad, lo que da lugar a la formación de una región de baja presión y favorece la cavitación.
¿Cómo detectar la cavitación en las bombas?
Para evitar daños graves al activo, es muy importante detectar la cavitación en bombas u otros equipos hidráulicos lo antes posible. Pero, ¿cómo hacerlo? Cuando sufre este problema, la máquina puede mostrar algunos signos claros que pueden ayudar al personal de mantenimiento a identificarlo.
Ojo a los síntomas de cavitación en bombas
Las bombas con problemas de cavitación muestran algunas señales importantes a las que hay que prestar atención:
Cambios en los niveles de vibración
Las vibraciones anormales, inesperadas o excesivas pueden ser indicios de una falla de cavitación en las bombas. Además, unos niveles de vibración excesivos también pueden provocar la falla prematura de sellos y rodamientos mecánicos. En estos casos, la energía liberada al romperse las burbujas de vapor puede hacer que se desprendan trozos de metal y choquen con otras piezas móviles.
Ruido
Cuando se enfrenta a un problema de cavitación, la mayoría de las veces la alerta vendrá en forma de ruido, como si estuviera bombeando piedras. De nuevo, el ruido irá acompañado de vibraciones, reducción del rendimiento o incluso una combinación de todas estas características. Así que a la primera señal de ruidos inusuales, hay que hacer una revisión.
Caudal débil o baja presión
La cavitación en las bombas puede causar un flujo débil o baja presión en el fluido bombeado, por lo que cuando note estas señales es importante que el activo sea revisado.
Puntos calientes
No es raro que el fenómeno de la cavitación provoque el calentamiento de algunos componentes del equipo. Mediante una rutina de inspección sensitiva, es posible controlar estas señales perceptibles por los sentidos humanos y que requieren atención.
Aumento del consumo de energía
La cavitación en bombas y otros equipos puede hacer que estos consuman más energía para funcionar. Cuando se observa un consumo anormal de energía, es necesario investigar y comprender el origen de esta variación, ya que el activo podría sufrir daños a largo plazo.
Erosión de componentes
Una de las señales más comunes de cavitación en las bombas es la erosión de las piezas, especialmente del rotor. Cuando se produce cavitación, el interior del equipo muestra marcas profundas debido a la erosión del material en los extremos metálicos de los componentes.
Consejos para evitar la cavitación
La cavitación es algo que puede evitarse. A continuación se indican algunas directrices que ayudan a controlar y prevenir este problema:
- Respeta los límites de funcionamiento del equipo y de las piezas;
- Haz un diagrama de fases para descubrir la curva de presión de vapor y evitar así la combinación de temperatura y presión que lleva a la ebullición del líquido;
- Comprueba el posicionamiento de la bomba para no poner en peligro la aspiración;
- Observa y respeta los aspectos específicos de cada sistema;
- Realiza cambios como aumentar el nivel de líquido en el depósito de aspiración o bajar el punto de aspiración;
- Selecciona un tipo de válvula que tenga una menor pérdida de carga.
Solución para detectar la cavitación en las bombas
Las soluciones de monitoreo continuo, es decir, el monitoreo 24/7 de los indicadores de salud de las bombas industriales, es la mejor manera de evitar fallas y problemas como la cavitación. Además, supone un aumento de la fiabilidad y disponibilidad de estos activos.
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La solución Dynamox es capaz de identificar señales anticipadas de cavitación, desgaste y otras posibles fallas de las bombas, lo que ayuda a aumentar los niveles de productividad y optimizar los equipos.
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