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PEQUEÑAS CENTRALES HIDRÁULICAS
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CAVITACION
La cavitación es un fenómeno muy importante de la mecánica de los fluidos y de particular influencia en el funcionamiento de toda maquina hidráulica. En las últimas décadas la tecnología del diseño de turbinas y bombas centrífugas ha tenido un avance importante, el cual sumado a los incrementos en los costos de fabricación, ha llevado a desarrollarequipos con mayores velocidades específicas para minimizar esta Influencia, lo que determina un incremento en el riesgo de problemas en la succión, especialmente cuando operan fuera de su condición de diseño. Cuando una persona se encuentra ante el problema de seleccionar una turbina o bomba adecuada, generalmente recurre a aquella que le brinda el mayor rendimiento, con la menor inversióninicial. Si en la etapa previa sólo se suministran los valores de caudal, la altura de impulsión y el fluido la selección del equipo quedará en manos del fabricante que tratará de cotizar el equipo de menor precio. Pero, no existirán otros parámetros que deban ser tomados en cuenta? Claro que sí, nadie como el usuario ha de conocer la instalación por la cual ha de operar la bomba y es más, es probableque el sistema diseñado para la succión, debido a una solución económica exigida, haga que no se encuentre en el mercado la bomba que pueda garantizarle en rendimiento sin problemas en el futuro. Este capitulo pretende dar un panorama general sobre el fenómeno, su mecánica y los últimos avances en investigación sobre el tema. Además se presentan los diferentes coeficientes que caracterizan alfenómeno y que influirán en la selección de una bomba y en el diseño de una sistema de bombeo.

DEFINICIONES Por CAVITACION se entiende la formación de bolsas localizadas de vapor dentro del liquido, pero casi siempre en las proximidades de las superficies sólidas que limitan el liquido. En contraste con la ebullición, la cual puede ser causada por la introducción de calor o por una reducción de lapresión estática ambiente del líquido, la CAVITACION es una vaporización local del liquido, inducido por una reducción hidrodinámica de la presión. (Figura 1).

Ing. Ariel R. Marchegiani

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Figura 1: Comparación entre Ebullición y Cavitación Esta zona de vaporización local puede ser estable o pulsante, y esto altera usualmente el campo normal del flujo. Este fenómeno secaracteriza, entonces, por la formación de bolsas (de vapor y gas) en el interior y junto a los contornos de una corriente fluida en rápido movimiento. La condición física fundamental para la aparición de la cavitación es, evidentemente, que la presión en el punto de formación de estas bolsas caiga hasta la tensión de vapor del fluido en cuestión. Puesto que las diferencias de presión en máquinas quetrabajan con líquido son normalmente del mismo orden que las presiones absolutas, es claro que esta condición puede ocurrir fácilmente y con agua fría, donde la presión de vapor es de alrededor de 20 cm sobre el cero absoluto. Las regiones de depresión local solo pueden existir como consecuencia de la acción dinámica del movimiento, y una forma de esta acción proviene de la inevitable conversión de lapresión en energía cinética. Las consecuencias ó, mejor dicho, los fenómenos acompañantes de la cavitación, tal como pérdida de sólidos en las superficies límites (llamado erosión por cavitación o PITTING), ruidos generados sobre un ancho espectro de frecuencias (frecuencia de golpeteo: 25.000 c/s), vibraciones, pérdidas y alteraciones de las propiedades hidrodinámicas pueden - con pocasexcepciones - ser consideradas como perjudiciales y por lo tanto indeseables. Por lo tanto este fenómeno debe ser evitado o, como mínimo, puesto bajo control.

Catedra de Máquinas Hidráulicas

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Los efectos no perjudiciales de la cavitación incluyen su uso para limpieza, o en bombas de condensación donde la cavitación puede ser utilizada como regulador de flujo....