La cavitación es un problema común en las bombas y las válvulas de control, que provoca un grave desgaste y daños. En condiciones inadecuadas, la cavitación reduce drásticamente la vida útil de los componentes.

¿Qué es la cavitación?

La cavitación puede producirse cuando la presión estática local de un fluido alcanza un nivel inferior a la presión de vapor del líquido a la temperatura real. Según la ecuación de Bernoulli, esto puede ocurrir cuando un fluido se acelera en una válvula de control o alrededor del impulsor de una bomba.

La vaporización en sí misma no causa el daño – el daño ocurre cuando el vapor casi inmediatamente después de la evaporación se colapsa cuando la velocidad disminuye y la presión aumenta.

Evitar la cavitación

La cavitación puede en general ser evitada por

  • aumentar la distancia (diferencia de presión) entre la presión estática local real en el fluido – y la presión de vapor del fluido a la temperatura real

Esto se puede hacer por:

  • Realización de componentes que inician velocidades altas y presiones estáticas bajas
  • aumentando la presión estática total o local en el sistema
  • reduciendo la temperatura del fluido

Realización de componentes que inician velocidades altas y presiones estáticas bajas

La cavitación y los daños pueden evitarse utilizando componentes especiales diseñados para las condiciones ásperas reales.

  • Las condiciones con enormes caídas de presión pueden -con limitaciones- ser manejadas por Válvulas de Control Multietapa
  • Las condiciones de bombeo desafiantes con temperaturas de fluido cercanas a la temperatura de vaporización pueden ser manejadas con bombas especiales – que trabajan según otros principios que las bombas centrífugas

Aumentando la presión total o local en el sistema

Al aumentar la presión total o local en el sistema se incrementa la distancia entre la presión estática y la presión de vaporización y se puede evitar la vaporización y la cavitación.

La relación entre la presión estática y la presión de vaporización – una indicación de la posibilidad de vaporización, se expresa a menudo por el Número de Cavitación.

Desgraciadamente no siempre es posible aumentar la presión estática total debido a las clasificaciones de los sistemas u otras limitaciones. La presión estática local en los componentes puede aumentarse bajando (elevando) el componente en el sistema. Las válvulas de control y las bombas deben colocarse, en general, en la parte más baja de un sistema para maximizar la altura estática.

Esta es una solución común para las bombas de alimentación de calderas que reciben condensado caliente (agua cercana a los 100 oC) de los receptores de condensado en las plantas de vapor.

Reducción de la temperatura del fluido

La presión de vapor depende de la temperatura del fluido. La presión de vapor para el agua – nuestro fluido más común – se indica a continuación:

Temperatura
(oC)
¡Calculadora de carga! 		Presión de vapor
(kPa, kN/m2)
¡Calculadora de carga!
0 0.6
5 0.9
10 1.2
15 1.7
20 2.3
25 3.2
30 4.3
35 5.6
40 7.7
45 9.6
50 12.5
55 15.7
60 20
65 25
70 32.1
75 38.6
80 47.5
85 57.8
90 70
95 84.5
100 101,33

¡Nota! – tenga en cuenta que la presión de evaporación – y la posible cavitación – aumenta drásticamente con la temperatura del agua.

Agua - presión de evaporación vs temperatura

La cavitación puede evitarse ubicando los componentes en la parte más fría de los sistemas. Ejemplo: es común ubicar las bombas y las válvulas moduladoras en los sistemas de calefacción en las líneas de retorno «frías» antes de los calentadores e intercambiadores de calor.