EFECTOS DE LA CAVITACIÓN. Video

En este video podemos apreciar los efectos de cavitación en bombas hidráulicas.

CAVITACIÓN EN BOMBAS HIDRÁULICAS

El fenómeno de la cavitación se produce cuando en el conducto de aspiración de la bomba el fluido tiene dificultad para entrar (aspirar), por lo que la presión en este conducto desciende, de modo que si la presión es menor que la tensión del vapor del propio fluido, dará lugar a la formación de burbujas a las que se denomina cavidades (las cuales serán ocupadas por vapor del propio fluido).

La tensión de vapor de un fluido es la presión máxima que puede alcanzar el vapor saturado de dicho fluido a una temperatura dada, que dependerá del tipo de fluido de que se trate y de la temperatura que tenga.

La cavitación se presenta cuando estas burbujas de vapor, llamadas cavidades, pasan de la zona de aspiración a la zona 

de impulsión (bomba), donde son comprimidas bruscamente bajo presiones dinámicas muy elevadas. Al explotar arrancan micropartículas del cuerpo de la bomba, dando lugar a su deterioro, a un deficiente suministro del fluido y a un envejecimiento rápido de la bomba, con pérdida de su capacidad de bombeo (caudal) y subida de presión.

Este fenómeno se debe principalmente a:

• Suciedad en el filtro de aspiración.
• Nivel muy bajo de fluido.
• Exceso de velocidad en la tubería de aspiración por resultar pequeño el diámetro de dicha conducción.
• Obturación de la tubería de aspiración.
• Que el fluido esté a muy baja temperatura.
• Que el motor eléctrico no dé las revoluciones calculadas para esta bomba.
• Que esté tapado el registro de aireación del depósito.
• Que el fluido no sea el adecuado o no esté en condiciones.
• Que haya válvulas cerradas o a medio cerrar en las tuberías de este circuito.

Remedios para evitar la cavitación:

• Buen mecanizado y estado de conservación de la bomba.
• Que la tubería de aspiración sea amplia y corta y que esté introducida en el fluido con perfecto sellado con la bomba.
• No arrancar la bomba teniendo el fluido muy frío (calentarlo a temperatura que convenga).
• No trabar con temperaturas muy elevadas del fluido.
• Que la presión en el circuito de aspiración sea la indicada por el fabricante.
• Asegurar el nivel correcto de fluido en el depósito.

SISTEMA HIDRÁULICO

La idea básica de cualquier sistema hidráulico es my simple: la presión que se aplica en un punto determinado se transmite con la misma intensidad a cada punto del mismo mediante un fluido incomprensible ( por ejemplo: aceite, agua).

En la figura 1 se muestra el sistema hidráulico más simple: consta de dos pistones y un tubo de aceite que los conecta.

figura 1

Si aplicamos una fuerza descendiente a un pistón (el de la izquierda en esta caso), esta fuerza se transmite al segundo pistón a través del aceite del tubo con la misma intensidad. Como el aceite es incompresible, la fuerza descendente que aplicamos a un pistón es muy eficiente, de modo que casi toda la fuerza producida se transmite al segundo pistón a través del aceite del tubo. 

Lo bueno de los sistemas hidráulicos es que es muy fácil multiplicar (o dividir) la fuerza aplicada en el sistema. En un sistema hidráulico, todo lo que hacemos es cambiar el tamaño de un pistón y el cilindro en relación con los demás, como se muestra en la figura 2 y 3.

figura 2

El pistón de la derecha (figura 2) tiene una área de superficie  nueve veces mayor que el pistón de la izquierda.

Si aplicamos una fuerza hacia abajo en el pistón de la izquierda, éste se desplazará 9 cm. por cada 1 cm. que se mueva el pistón de la derecha, y la fuerza se multiplicará por 9 en el pistón de la derecha.

Para calcular el factor de multiplicación, hay que saber el tamaño del pistón. Supongamos que el pistón de la izquierda es de 2 cm de diámetro (radio de 1 cm), mientras que el de la derecha es de 6 cm de diámetro (3 cm de radio). El área de los dos pistones es de π x r2 (π = 3,14. r2 = radio al cuadrado). 
Por lo tanto el área del pistón de la izquierda es de 3.14, mientras que el área del de la derecha es de 28.26.

figura 3

Como conclusión obtenemos que el pistón de la derecha es 9 veces más grande que el pistón de la izquierda. Lo que significa que cualquier fuerza aplicada al pistón de la izquierda será nueve veces mayor en el de la derecha.
De modo que si aplicamos una fuerza descendente de 100 kg al pistón de la izquierda, una fuerza ascendente de 900 kg aparecerá en el pistón de la derecha. El único inconveniente es que tendremos que bajar el pistón de la izquierda 9 cm para elevar 1cm el pistón de la derecha.