Detenga la cavitación con una instalación adecuada de la bomba

Dentro de muchos sistemas de bombeo de bajo rendimiento, un enemigo oculto está en acción. Suena como grava que traquetea por las tuberías, y sus efectos son igual de destructivos. Este fenómeno es la cavitación: la formación y el colapso rápido de burbujas de vapor dentro de una bomba. Este proceso libera ondas de choque intensas que erosionan los impulsores, destruyen los sellos mecánicos y causan vibraciones severas, lo que conduce a una pérdida dramática de rendimiento.

Si bien la cavitación puede parecer un problema hidráulico complejo, su causa principal a menudo reside en algo mucho más controlable: la instalación inicial. Muchos problemas de cavitación se pueden evitar por completo con un enfoque en la configuración correcta y un diseño inteligente de tuberías. Este artículo explicará cómo la instalación adecuada de la bomba es su defensa número uno para prevenir la cavitación, garantizando que su equipo funcione de manera eficiente en los años venideros.

¿Qué causa la cavitación en las bombas?

La cavitación ocurre cuando la presión del líquido en la succión de la bomba cae por debajo de su presión de vapor. A esta baja presión, el líquido esencialmente hierve a baja temperatura, creando burbujas de vapor. A medida que estas burbujas viajan hacia las zonas de mayor presión dentro de la bomba, colapsan violentamente o implosionan. Esta implosión es lo que causa el ruido y el daño característicos.

Varios factores contribuyen a esta caída de presión:

• Presión de succión baja: La causa más común es una Altura Neta Positiva de Succión disponible (NPSHd) insuficiente. Si la altura disponible no es mayor que la altura requerida por la bomba (NPSHr), la cavitación es casi segura.

• Temperatura alta del fluido: Los líquidos más calientes tienen una presión de vapor más alta, lo que los hace más propensos a hervir y formar burbujas.

• Diseño deficiente de la tubería: Las líneas de succión largas y de tamaño insuficiente o con demasiados codos y accesorios aumentan la pérdida por fricción, reduciendo la presión en la succión de la bomba.

• Velocidad excesiva de la bomba: Hacer funcionar una bomba demasiado rápido puede crear caídas de presión significativas dentro del ojo del impulsor.

Es útil distinguir entre la cavitación de succión (causada por baja presión en la entrada) y la cavitación de descarga (causada por una presión de descarga excesivamente alta), pero los problemas del lado de la succión son mucho más comunes y son el enfoque principal de las prácticas de instalación adecuadas.

Reconociendo las señales de advertencia de la cavitación

La cavitación no es sutil. Si sabe qué buscar, las señales son claras. Ignorarlas conducirá a reparaciones costosas y tiempo de inactividad no programado.

• Ruido: El síntoma más clásico es un sonido fuerte de traqueteo, molienda o crujido, a menudo descrito como si se estuvieran bombeando rocas o grava.

• Vibración: El colapso violento de las burbujas de vapor crea una vibración significativa, que se puede sentir en la carcasa de la bomba y las tuberías circundantes.

• Caída del rendimiento: Puede notar una presión de descarga fluctuante, un caudal más bajo de lo esperado o un aumento en el consumo de energía del motor.

• Daño del impulsor: Durante el mantenimiento, se verá picaduras y erosión en los álabes del impulsor, como si se hubieran desgastado.

• Falla del sello: La intensa vibración causada por la cavitación ejerce una tensión inmensa en los sellos mecánicos, lo que provoca fugas frecuentes.

Cómo la instalación adecuada de la bomba previene la cavitación

Prevenir la cavitación de la bomba no se trata de encontrar una solución mágica después del hecho; se trata de diseñar e instalar el sistema correctamente desde el principio. Una instalación adecuada de la bomba garantiza un flujo de líquido suave y sin restricciones hacia la boquilla de succión de la bomba. Esto mantiene un margen de presión suficiente por encima de la presión de vapor del fluido, creando un margen de NPSH saludable y privando de alimento a la cavitación antes de que pueda comenzar.

Seguir las mejores prácticas establecidas durante la configuración mecánica y el diseño de tuberías es la estrategia más efectiva para lograr una larga vida útil sin problemas para su bomba.

Mejores Prácticas para la Tubería de Succión

El lado de succión es donde la batalla contra la cavitación se gana o se pierde. Más del 80% de los problemas de las bombas se originan aquí. Adherirse a estas mejores prácticas para la tubería de succión es no negociable.

Use el Diámetro de Tubería Correcto

La tubería de succión siempre debe ser del mismo tamaño que, o preferiblemente un tamaño más grande que, la entrada de succión de la bomba. Usar una tubería más grande reduce la velocidad del fluido y minimiza la pérdida por fricción, lo que aumenta directamente la NPSHd.

Mantenga las Líneas de Succión Cortas y Rectas

Minimice la longitud de la línea de succión y el número de accesorios como codos y válvulas. Cada componente añade fricción y contribuye a la caída de presión. Una ruta corta y directa es siempre la mejor.

Mantenga una Succión Inundada

Siempre que sea posible, instale la bomba por debajo del nivel del líquido del tanque de suministro. Esta "succión inundada" proporciona una altura estática positiva que ayuda a empujar el líquido hacia la bomba, mejorando significativamente el margen de NPSH.

Use Reductores Excéntricos Correctamente

Si necesita reducir el tamaño de la tubería para que coincida con la entrada de la bomba, use un reductor excéntrico con el lado plano en la parte superior. Esto evita que el aire quede atrapado en el punto alto de la tubería, lo que puede causar bloqueo por vapor y cavitación.

Proporcione un Tramo Recto Adecuado

Instale una sección recta de tubería, de al menos 5 a 10 veces el diámetro de la tubería de longitud, directamente antes de la brida de succión de la bomba. Esto permite que el flujo se estabilice y entre al ojo del impulsor sin turbulencia. Nunca instale un codo directamente en la boquilla de succión de la bomba.

Comprobaciones Clave del Sistema y de la Instalación

Más allá del diseño de la tubería, otros factores del sistema juegan un papel crucial.

Elevación de la Bomba y Punto de Operación

Considere cuidadosamente la elevación de la bomba en relación con la fuente del fluido para asegurar que hay suficiente altura estática. Además, opere la bomba cerca de su Punto de Mejor Eficiencia (BEP, por sus siglas en inglés) en la curva de la bomba. Hacerla funcionar demasiado a la derecha (flujo alto) o a la izquierda (flujo bajo) puede inducir cavitación.

Verificación Previa al Arranque

Antes de la puesta en marcha, verifique estos elementos críticos:

• Alineación: Vuelva a verificar la alineación bomba-motor después de que toda la tubería esté conectada para corregir cualquier tensión en la tubería.

• Margen de NPSH: Calcule la NPSHd de su sistema y confirme que excede la NPSHr de la bomba con un margen de seguridad.

• Cebado: Asegúrese de que la bomba y la línea de succión estén completamente llenas de líquido y de que se haya purgado todo el aire.

• Válvulas: Confirme que la válvula de succión esté completamente abierta y que la válvula de descarga esté parcialmente abierta para evitar que la bomba funcione contra una contrapresión al arrancar.

Estrangular Solo en el Lado de la Descarga

Nunca use una válvula en el lado de succión para controlar el flujo. Estrangular la línea de succión crea una caída de presión masiva y es una forma segura de causar cavitación. Siempre realice el control de flujo utilizando la válvula de descarga.

Mantenimiento y Monitoreo a Largo Plazo

Su trabajo no termina después del arranque. El monitoreo regular ayuda a detectar problemas en desarrollo.

• Escuche ruidos inusuales y monitoree los niveles de vibración.

• Durante el mantenimiento programado, inspeccione el impulsor en busca de cualquier signo de picaduras o erosión.

• Mantenga limpias las cribas y los filtros de succión para evitar obstrucciones que puedan restringir el flujo.

• Si las condiciones del sistema cambian (por ejemplo, temperaturas más altas o fluidos diferentes), reevalúe su margen de NPSH.

Conclusión: Una Buena Instalación es Su Mejor Defensa

La cavitación es una fuerza destructiva, pero no es inevitable. Si bien puede ser un problema hidráulico complejo, su prevención a menudo se reduce a prácticas fundamentales de instalación. Al centrarse en un diseño adecuado de la tubería de succión, garantizar un margen de NPSH adecuado y realizar comprobaciones cuidadosas antes del arranque, puede crear un sistema inherentemente resistente a la cavitación.

Una bomba bien instalada es su mejor protección contra el ruido, la vibración y los daños que provoca la cavitación. Trate su proceso de instalación con la precisión que merece, y su bomba lo recompensará con un funcionamiento suave, eficiente y duradero.