Diagnóstico de la cavitación

1. Definición: ¿Qué es la cavitación?

Cavitación Es un fenómeno destructivo que ocurre en bombas y otros sistemas hidráulicos. Consiste en la rápida formación y el colapso violento (implosión) de burbujas de vapor en un líquido. Esto ocurre cuando la presión estática del líquido cae por debajo de su presión de vapor.

Aunque a menudo se describe como un sonido de "silbido" o "traqueteo de canicas", la cavitación es una fuente importante de vibración y puede causar daños erosivos graves en los impulsores y carcasas de las bombas. Es señal de un problema hidráulico, no mecánico, pero se detecta fácilmente mediante análisis de vibraciones.

2. Los dos tipos de cavitación

a) Cavitación por succión

Esta es la forma más común de cavitación. Se produce cuando la bomba se queda sin fluido, lo que significa que la Altura Neta de Succión Positiva Disponible (NPSHa) es menor que la Altura Neta de Succión Positiva Requerida (NPSHr) por la bomba.

• Mecanismo: La baja presión en el ojo del impulsor provoca la ebullición del líquido, formándose burbujas de vapor. Al ser transportadas a las zonas de mayor presión de los álabes del impulsor, estas burbujas colapsan violentamente.
• Causas: Un filtro de succión obstruido, una válvula de succión parcialmente cerrada, una línea de succión demasiado larga o demasiado pequeña en diámetro, o la bomba que se requiere para levantar el fluido desde una altura demasiado grande.

b) Cavitación de descarga

Esto es menos común y ocurre cuando la presión de descarga de la bomba es extremadamente alta, lo que impide que el fluido salga de la bomba.

• Mecanismo: El fluido queda atrapado entre los álabes del impulsor y recircula a alta velocidad, creando una zona de vacío de baja presión donde se forman burbujas. Estas burbujas implosionan al salir de la zona de baja presión.
• Causas: Una válvula de descarga bloqueada o cerrada, o bombeo contra una “cabeza muerta” (una línea de descarga completamente bloqueada).

3. La firma vibratoria de la cavitación

La violenta implosión de miles de diminutas burbujas de vapor no produce una frecuencia única y definida. En cambio, crea una firma vibratoria muy distintiva:

• Ruido de banda ancha de alta frecuencia: El indicador principal de cavitación es un aumento significativo en el “piso de ruido” del Espectro FFT, especialmente a frecuencias altas (normalmente superiores a 2000 Hz). Aparece como una "joroba" de energía aleatoria de banda ancha, en lugar de picos definidos.
• Aleatorio e inestable: La vibración es aleatoria y no periódica, por lo que no genera picos pronunciados. La amplitud general puede fluctuar significativamente.
• Armónicos potenciales de la frecuencia de paso de la cuchilla: En algunos casos, la energía aleatoria de la cavitación puede excitar la frecuencia de paso de las paletas (BPF = Número de paletas × Velocidad de carrera) y sus armónicos, pero la característica dominante seguirá siendo el piso de ruido de banda ancha.

Si la cavitación es grave, puede causar daños secundarios, como erosión del impulsor, que luego puede conducir a un verdadero problema mecánico. desequilibrar, que se mostraría como un pico alto de 1X.

4. Confirmación

Dado que la señal de vibración es de ruido aleatorio, a veces puede confundirse con otras fuentes de turbulencia o problemas relacionados con el flujo. La confirmación se puede lograr mediante:

• Escuchando: La cavitación a menudo produce un sonido audible distintivo, como si fuera grava o canicas rodando dentro de la bomba.
• Cambios de proceso: Si se sospecha cavitación por succión, abrir con cuidado y lentamente la válvula de succión (si está parcialmente cerrada) o limpiar el filtro de succión debería reducir o eliminar inmediatamente el ruido de vibración de alta frecuencia. Esta es una prueba diagnóstica muy eficaz.

Es fundamental abordar la cavitación rápidamente, ya que las implosiones actúan como un micromartillo que desgasta y erosiona los álabes del impulsor y la voluta de la bomba, lo que provoca una falla prematura.

← Volver al índice principal