sábado, 18 de diciembre de 2010

La cavitación

Se puede decir que la cavitación es un proceso que esta definido por dos partes, provocados principalmente por los cambios de presión del fluido que pasa por una bomba.

1. Ocurre cuando la presión cae por debajo de la presión del líquido y se forman burbujas de vapor a la entrada de la bomba (Cavitación Real) y,

2. cuando estas burbujas son impulsadas a las zonas de presión más altas de la bomba golpeando sus paredes, provocando implosiones de energía. Por lo general estas implosiones sobrepasan la resisteincia de los materiales de la bomba, creando pequeñas cavidades. Todo esto se acompaña con ruidos, altos niveles de vibración y finalmente una reducción de su altura de bombeo.

A medida que la cavitación aumenta, empeoran las condiciones de servicio de la bomba, ya que la causa más común de deños por corrosión es la Cavitación real, es decir, a la entrada de la bomba.

El NPSH

Efecto de la cavitación

La energía de presión requerida para evitar la formación de burbujas de vapor a la entrada de la bomba, es referida habitualmente como condición NPSH (Net Positive Suction Head) o Altura Neta Positiva de Aspiración.

Toda bomba y todo sistema de bombeo (aliementación de la bomba) tiene ciertos Niveles de NSPH que debe cumplir para tener un funcionamiento óptimo:

NPSH Requerido (NPSHr): Es el nivel mínimo de energía requerida para evitar la formación de burbujas de vapor y es un valor que corresponde según en diseño del fabricante.

NPSH Disponible (NPSHd): Es el nivel de energía que debe proveer el sistema para evitar, también, la formación de burbujas de vapor, y corresponde según el diseño del sistema.

Precisamente es el NPSH el encargado de evitar la cavitación en las bombas.

NPSHr y NPSHd




Esta es la relación que debe cumplirse para evitar la cavitación.

En el caso contrario, es decir, NPSHd < NPSHr hay cavitación

Existen dos formas de atender este problema (hay cavitación):

1° Disminuir el NSPHr
2° Aumentar el NSPHd

En el primer caso, tiene algunas formas de abordarlo, no obstante, sus formas son limitadas:


  • Aumentar la boca de entrada de la bomba.
  • Instalar un inductor de aspiración en la boca de entrada de la bomba
  • Instalar una bomba con impulsor de doble aspiración
  • Usar una bomba de velocidad más baja, con un impulsor de diámetro más grande.
  • Usar varias bombas de menor caudal en paralelo
  • Instalar una bomba de refuerzo en serie en la aspiración de la bomba principal.
En el segundo caso, se habla de cuatro factores relevantes que intervenir:

  • La altura estática sobre la línea central de la bomba.
  • La Patm en la superficie del estanque de aspiración.
  • La presión del vapor del líquido.
  • Las pérdidas de carga de la línea de aspiración.

El Cálculo


Un estudio detallado de estos 4 factores permite obtener varias formas de aumentar el NPSHd:
Altura Estática Hs
  • Se puede elevar el nivel del líquido del tanque
  • Se puede elevar la altura del tanque.
  • Bajando la bomba
Presión Atmosférica Ha
  • Única opción es presurizando el tanque
Presión de Vapor Hvp
  • Enfriar el líquido
Pérdida de carga HF
  • Aumentar el diámetro de los tubos
  • Reduciendo el largo de los tubos
  • Cambiando las conexiones o reduciendo cantidad de accesorios
  • Modificar los tipos de válvulas o reduciendo su cantidad

Video Cavitación y NPSH