Cavitacion

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
desarrollar equipos con mayores velocidadesespecíficas 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 inversión
inicial.
Si en la etapa previasólo 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 probable que el sistema diseñadopara 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 al fenómeno y que influiránen 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 la presión estáticaambiente del líquido, la CAVITACION es una vaporización
local del liquido, inducido por una reducción hidrodinámica de la presión. (Figura 1).
CAVITACIÓN
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Catedra de Máquinas Hidráulicas
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 se caracteriza, 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 que trabajan conlíquido 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.
PEQUEÑAS CENTRALES HIDRÁULICAS
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Ing. Ariel R. Marchegiani
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.
La...