¿QUE ES LA CAVITACIÓN Y CÓMO EVITARLA?

Un problema muy común en las industrias y en cualquier sistema de bombeo, sobre todo cuando no se realiza un calculo hidráulico previo para bombear un fluido a través de un sistema de tuberías, es la cavitación.

Esto no solo puede tener consecuencias como paros de producción en la industria (o cualquier aplicación), si no daños que resultan muy costosos en el equipo de bombeo, provocando una perdida económica aun mayor.

La cavitación es un fenómeno  que se produce cuando la presión en la succión cae por debajo de la presión de vapor del fluido.

Esto provoca burbujas que, al llegar al impulsor, colapsan y puede causar ruido, vibraciones y con ello daños al impulsor, a los sellos y rodamientos. Además de afectar el desempeño de la bomba.

Para evitar esto, es muy importante previamente revisar el NPSHr (requerido) por la bomba y el NPSHa del sistema.

El NPSHa representa la carga presente en la succión de la bomba por encima de la presión de vapor del fluido

Cuanto mayor sea el NPSHa, menor será la posibilidad de cavitación.

¿Cómo aumentar el NPSHa?

El NPSHa depende directamente del arreglo del sistema.

Donde:

P es la presión absoluta en la superficie del fluido almacenado que se va a suministrar

Hs es la diferencia de alturas entre la superficie del fluido almacenado hasta el centro del eje de succión de la bomba, expresada en ft (negativa si la superficie se encuentra por debajo del eje de succión, positiva si la superficie del fluido se encuentra por arriba del eje de succión)

Hf representa las perdidas por fricción en la línea de succión, causada por longitud y accesorios.

Hvp es la presión de vapor del fluido a la temperatura de operación, expresada en ft

Ejemplo:

Si el NPSHa > NPSHr, no habrá cavitación

Si el NPSHa < NPSHr, es muy probable que se produzca la cavitación.

Si vemos los términos que influyen en el NPSHa, resulta conveniente manipular estos parámetros para obtener un valor de NPSHa más alto en el sistema.

• A mayor temperatura, mayor es la presión de vapor Hvp. Por lo tanto, es conveniente una temperatura mas baja en el fluido a bombear.

• Reducir las pérdidas por fricción Hf al minimizar el recorrido del fluido en la línea de succión, así como disminuir el caudal en medida de lo posible.

• No reducir el diámetro de tubería de succión a menos del diámetro de succión de la bomba

• Reducir el uso de accesorios en la línea de succión, utilizar accesorios de bajo coeficiente de fricción, como reducciones excéntricas y válvulas de compuerta en lugar de válvulas de mariposa.

• Aumentar la presión estática Hs al aumentar la columna de agua de suministro, de ser posible no utilizar bombas de superficie para bombear agua desde una cisterna (succión negativa), y utilizar en cambio bombas sumergibles.

• En algunos casos, cuando el fluido a bombear se encuentra cerca de su punto de saturación, se recomienda instalar un tanque de expansión para aumentar la presión en el reservorio y darle margen al liquido por encima de su punto de ebullición.

Referencias

• Volk, M. (2014). Pump Characteristics and Applications. Estados Unidos: CRC Press.
• Mott, R. (2015). Mecánica de Fluidos (7ª ed.). Mexico: Pearson Ed.

Autor: Ing. Pedro Torres.