La cavitación de las bombas puede considerarse uno de los fenómenos más frecuentes y perniciosos en los sistemas de manipulación de fluidos. Ya se trate de bombas centrífugas, peristálticas o cualquier otra bomba industrial, cualquier debate sobre la cavitación incluye los cómos y los porqués. Este tipo de comprensión es esencial para optimizar el rendimiento, la fiabilidad del sistema y evitar grandes pérdidas causadas por tiempos de inactividad innecesarios.
Si no se controla, la cavitación puede desgastar rápidamente los componentes internos, crear perturbaciones en el flujo de fluidos o incluso provocar paradas repentinas catastróficas. Daña la integridad mecánica de la bomba y afecta gravemente a la eficacia del proceso, el consumo de energía y la seguridad de funcionamiento. En todos los sectores que valoran el funcionamiento ininterrumpido, como el tratamiento de aguas, la industria farmacéutica y la fabricación, un caso de cavitación puede ocasionar enormes pérdidas acumuladas y retrasos en el mantenimiento, por lo que la supervisión y el mantenimiento proactivos son una prioridad para los gestores de instalaciones y los ingenieros.
¿Qué es la cavitación de la bomba?
La cavitación de la bomba se produce cuando la presión a la entrada de la bomba cae por debajo de la presión de vapor del fluido, lo que da lugar a la formación de burbujas de vapor. Cuando estas burbujas se desplazan a las zonas de alta presión de la bomba, implosionan con una explosión que crea ondas de choque, lo que puede provocar la erosión de las superficies metálicas. Los daños causados por la cavitación no se detienen aquí, sino que provocan una disminución del rendimiento de la bomba y acortan la vida útil de sus distintos componentes.
El golpeteo de las piezas mecánicas se traduce en un sonido audible; a veces, el daño por cavitación de la bomba puede ser interno, pero un ruido evidente de traqueteo o rechinamiento señala su presencia. En el proceso se ve afectado el rendimiento de la bomba centrífuga, que puede experimentar un descenso del caudal y la presión. Si se deja el tiempo suficiente, la cavitación puede provocar el fallo de la bomba. Es importante conocer las condiciones que provocan la cavitación, ya que constituyen el primer paso para poner en marcha un mantenimiento eficaz de la bomba.
Cómo afecta la cavitación al rendimiento de las bombas
A menudo se subestiman los efectos de la cavitación en las bombas. En el caso de la cavitación de bombas centrífugas, por ejemplo, los álabes del impulsor son los más susceptibles de sufrir daños. La repetida formación y colapso de burbujas de vapor provoca la degradación de la superficie, interrumpe el patrón de flujo y aumenta los niveles de vibración y ruido. La acción de la cavitación provoca una disminución de la capacidad de flujo, una reducción de la presión de salida y un aumento del consumo de energía con el paso del tiempo.
Aunque las bombas peristálticas son menos propensas a sufrir daños por cavitación debido a su principio de funcionamiento, ocasionalmente han mostrado problemas de rendimiento en condiciones de diseño en ciertas aplicaciones industriales en las que las condiciones de aspiración no se gestionan adecuadamente. Independientemente del tipo de bomba, las bombas industriales sometidas a condiciones de cavitación sufrirán una reducción del rendimiento operativo y un aumento del mantenimiento.
Si se deja durante mucho tiempo, la cavitación dañará juntas, cojinetes y otros componentes críticos. Si no se soluciona a tiempo, puede provocar paradas completas del sistema, interrupciones de la producción o sustituciones de equipos a un precio elevado. Por último, las burbujas siempre oscilantes de la cavitación pueden enmascarar otros problemas mecánicos, lo que añade niveles de complejidad al diagnóstico. Por lo tanto, para prevenir estos riesgos y garantizar un funcionamiento sin problemas, debe recurrirse a un proveedor de servicios de bombas cualificado.
Otras consecuencias de la cavitación de la bomba sobre el rendimiento son:
- Los patrones de flujo se vuelven irregulares o inestables
- La salida y la presión de la cabeza de la bomba caen
- Ruido y vibraciones perceptibles
- Desgaste de los componentes internos
- Aumento de los costes energéticos
- Mayor frecuencia de mantenimiento
Cómo reconocer los signos de cavitación
La detección precoz de la cavitación en las bombas es crucial. Los signos más comunes de cavitación incluyen:
Ruido inusual
El primer y a veces único signo de cavitación de la bomba; estos ruidos se deben a la formación y colapso de burbujas de vapor, lo que provoca microimplosiones de sonidos como chirridos o estallidos. La presencia continua de ruidos indica cavernamiento y probablemente daños en sus partes internas. Los operarios deben investigarlo inmediatamente.
Reducción de la eficacia de la bomba
Con la cavitación perturbando los flujos, ahora es posible transportar líquido por la bomba con un rendimiento muy pobre. El resultado es una caída del rendimiento de la bomba o de su caudal, o de ambos. Los sistemas tardan más en acumularse a los niveles de presión deseados o no alcanzan los requisitos del proceso. A lo largo de los años, esto ha reducido el rendimiento de forma cada vez más directa sobre la productividad y el consumo de energía.
Aumento de las vibraciones
La cavitación conduce a la creación de fuerzas hidráulicas desequilibradas dentro de la bomba, que causan vibraciones a altos niveles. Estas vibraciones aumentan el desgaste de juntas y cojinetes, lo que repercute directamente en la desalineación y la integridad estructural. Las vibraciones continuas producen un efecto dominó en todos los equipos y tuberías conectados. La comprobación de la tendencia de las vibraciones es, por tanto, una de las formas de detección precoz de la cavitación.
Variaciones en las lecturas de presión
El flujo de fluido en estado estable se interrumpe cuando se produce cavitación, lo que provoca fluctuaciones de presión en el lado de entrada o de descarga de la bomba. Muchas veces, estas fluctuaciones confunden al operador y se asumen como un fallo en las válvulas y/o en los sensores de presión. Lo más probable es que se trate de un caso de flujo inestable debido al colapso de burbujas de vapor. Las irregularidades en la presión se pueden identificar, y el diagnóstico se puede hacer muy bien utilizando sensores de presión, así como el registro de datos.
Ignorar estos indicadores puede causar importantes daños por cavitación en las bombas e incluso provocar el fallo prematuro de los equipos. Una supervisión periódica y un mantenimiento proactivo de las bombas podrían contribuir en gran medida a reducir la aparición de posibles problemas crónicos a largo plazo.
Prevención de la cavitación de la bomba
Para evitar la cavitación de la bomba, es esencial garantizar un diseño y un mantenimiento adecuados del sistema. Las consideraciones clave para la prevención son:
Mantener una mejor altura neta positiva de aspiración (NPSH)
Garantizar que el NPSH disponible supera el NPSH requerido de la bomba es uno de los pasos más importantes. Esto puede conseguirse minimizando las diferencias de elevación, reduciendo las pérdidas por fricción en las tuberías de aspiración y manteniendo los niveles de líquido del depósito de suministro suficientemente altos. Cada vez que se modifique el sistema, deben revisarse los cálculos de NPSH. Controlar el NPSH con regularidad ayudará a prevenir las condiciones de baja presión que provocan la cavitación.
Reducción de las restricciones de entrada
Cuando existen obstrucciones o tuberías de tamaño insuficiente en la entrada de la bomba, la presión desciende por debajo de la presión de vapor, provocando cavitación. Utilizar tuberías de aspiración de gran diámetro que incluyan curvas suaves para minimizar las turbulencias y las restricciones. Los coladores y filtros deben instalarse juiciosamente para no obstruir el flujo. Una vía de entrada limpia y sin obstrucciones es esencial para mantener una presión de aspiración constante.
Funcionamiento dentro del rango de caudal recomendado de la bomba
La curva de diseño de cada bomba tiene una ventana de funcionamiento. Bombear en condiciones muy fuera de esta ventana puede causar cavitación en el peor de los casos. Especialmente a caudales de bajos a altos, pueden persistir las condiciones inestables que conducen a la cavitación. Cuando el caudal es bajo, las bombas centrífugas experimentan cavitación, normalmente cuando el caudal recircula. Consultar la curva de rendimiento del fabricante garantiza que la bomba no funcionará cerca del cierre.
El papel de los servicios profesionales de bombeo
Contar con un experto en bombas es una cuestión que marca la diferencia entre un sistema cavitado y otro eficiente, por no hablar de toda la instalación, inspección, localización de averías y reparaciones de sistemas que encierran posibles aplicaciones de bombeo en un apoyo experto destinado a garantizar que las bombas funcionen en su máximo rendimiento. Toda la identificación del aviso de cavitación de una bomba centrífuga será una sugerencia para la mejora de un sistema, y aportará soluciones antes de que se produzcan daños graves por su intervención.
Con empresas como AMED, es posible un tratamiento integral de las bombas, desde diagnósticos meticulosos hasta planes de mantenimiento personalizados para todos los sistemas de bombeo disponibles. Ya se trate de una bomba industrial o de una unidad peristáltica especializada, los servicios de expertos deben estar siempre disponibles. Sus conocimientos en diseño de sistemas, dinámica de fluidos y especificaciones del fabricante permiten evitar averías comunes como la cavitación y alargar la vida útil de los equipos. Externalizar el mantenimiento también libera a los equipos internos y reduce los tiempos de inactividad imprevistos.
Algunas de las ventajas más importantes de los servicios profesionales de bombeo son:
- Diagnóstico y resolución de problemas adecuados.
- Soporte de mantenimiento programado y de emergencia.
- Instalación y configuración optimizadas de las bombas.
- Supervisión del rendimiento y elaboración de informes en tiempo real.
- Acceso a piezas de repuesto auténticas y conocimientos técnicos.
Un proveedor de servicios bien conocido es una forma de evitar la cavitación del bombeo, así como de promover la fiabilidad a largo plazo de todo el sistema y la rentabilidad de las operaciones.
Elegir la bomba adecuada para minimizar el riesgo de cavitación
Una de las formas más pertinentes de reducir el riesgo de cavitación es seleccionar un tipo de bomba adecuado a la aplicación. Para ello, algunas bombas se activan de forma diferente: las bombas centrífugas son bastante sensibles a las condiciones de aspiración, mientras que las bombas peristálticas ofrecen mayor resistencia, debido a su principio de desplazamiento positivo. Conocer los puntos fuertes y las limitaciones específicas de cada bomba ayuda a conseguir, en su caso, las condiciones de funcionamiento de la bomba en cuestión para un rendimiento óptimo.
Al seleccionar una bomba deben tenerse en cuenta la viscosidad del fluido, la presión del sistema, el caudal y los cambios de elevación. En aplicaciones de alta aspiración donde las cargas pueden ser variables, las bombas peristálticas suelen ser más adecuadas para reducir el riesgo de cavitación de las bombas centrífugas, mientras que éstas son aptas para procesos limpios y estables que requieren un caudal continuo de bajo mantenimiento, si se seleccionan e instalan correctamente.
Para una amplia gama de bombas centrífugas y peristálticas de alto rendimiento adaptadas a aplicaciones específicas, AMED ofrece la solución completa. Al trabajar con especialistas, puede asegurarse de que la bomba más adecuada se adapte a sus requisitos operativos, ayudando así a evitar la cavitación de la bomba y protegiendo la eficacia a largo plazo.
La cavitación en las bombas representa algo más que una simple molestia; es un problema importante con importantes implicaciones para el rendimiento y la eficiencia. Si conoce las causas de la cavitación, sus síntomas importantes y cómo tomar medidas preventivas, incluido el mantenimiento rutinario de las bombas, será más fácil evitar tiempos de inactividad y aumentar la vida útil del equipo. Conviene invertir en la contratación de un socio fiable para la prestación de servicios de bombeo a fin de lograr una fiabilidad duradera en las organizaciones.
