Cavitación en Fluidos: Causas, Efectos y Métodos de Prevención

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Cavitación en Fluidos: Causas, Efectos y Métodos de Prevención

La cavitación se define como la formación y posterior colapso (IMPLOSIÓN) de burbujas de gas (cavidades) en el seno de un líquido. Aparece cuando la presión del fluido baja hasta la presión de vapor para las condiciones termodinámicas existentes (temperatura). El fluido comienza a ebullir.

En líquidos en movimiento, si se produce una disminución local de presión por un aumento de la velocidad, es posible alcanzar el cambio de fase. Se generan burbujas que serán transportadas aguas abajo por la corriente a zonas donde la presión vuelve a ser más alta, dando lugar a su brusco colapso.

Efectos de la Cavitación

  • Inestabilidades, vibraciones y ruido.
  • Erosión.
  • Pérdidas de prestaciones (caída de la curva).

La zona de aspiración es la zona donde menos presión hay y es la más crítica.

Cómo Evitar la Cavitación

  • Bombas cerca o debajo del nivel de agua en aspiración.
  • Disminuir las pérdidas de carga reduciendo la longitud o aumentando el diámetro de las tuberías.
  • Reducir las pérdidas singulares por válvulas, codos y derivaciones.
  • Utilizar una boca de entrada acampanada y situada a profundidad para que no arrastre aire de la superficie.
  • En máquinas mixtas y axiales, colocar enderezadores de flujo para evitar la formación de vórtices.
  • El uso de inductores de entrada puede aumentar la presión y reducir el riesgo de cavitación.
  • Muchas bombas verticales axiales y mixtas deben tener parte o todo el rodete sumergido.

Cebado de Bombas

El cebado es esencial: la máquina debe estar siempre llena de líquido en el arranque.

  • Se recomienda una pequeña pendiente en los tramos de aspiración para evitar la formación de bolsas de aire.
  • El resto de bombas deben disponer de algún tipo de sistema que asegure que la máquina se encuentre llena de agua durante el arranque.
  • El sistema más habitual consiste en disponer de una válvula de pie para evitar el vaciado de la tubería.

El Límite de Betz en Aerogeneradores

El Límite de Betz establece que la máxima potencia que puede extraerse de un aerogenerador es el 59.25% del potencial eólico incidente. Se fundamenta en consideraciones cinemáticas y dinámicas (análisis integral sobre la aeroturbina) que proporcionan una relación de 16/27.

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