Cavitación Curso

Vista previa del material en texto

CAVITACIÓN
Cavitación de una bomba centrífuga
Cavitación.
La cavitación es un fenómeno que se produce siempre que la presión en algún punto o zona de la corriente de un líquido desciende por debajo de un cierto valor mínimo admisible. 
El fenómeno puede producirse lo mismo en estructuras hidráulicas estáticas que en máquinas hidráulicas. Por los efectos destructivos que en las estructuras y máquinas hidráulicas mal proyectadas o mal instaladas produce la cavitación es preciso estudiar este fenómeno, para conocer sus causas y controlarlo.
20-06-2019
CAVITACIÓN
Cuando la corriente en un punto de una estructura o de una máquina hidráulica alcanza una presión inferior a la presión de saturación del vapor, el líquido se evapora y se originan en el interior del líquido “cavidades” de vapor, de ahí el nombre de cavitación. 
Estas cavidades o burbujas de vapor arrastradas por la corriente llegan a zonas en que reina una presión muy elevada, y allí se produce una condensación violenta del vapor. Esta condensación del vapor a su vez produce una elevación local de la presión que puede sobrepasar las 1000 atmósferas. En el interior del fluido existen, pues, zonas en que reina un gradiente fuerte de presiones que aceleran las burbujas y producen un impacto en el contorno.
20-06-2019
CAVITACIÓN
Signos de la existencia de la cavitación.
	La cavitación se manifiesta de diversas maneras, de las cuales las más importantes son:
Ruidos y vibración.
Una caída de las curvas de capacidad carga y la de eficiencia.
Desgaste de las aspas del impulsor.
20-06-2019
CAVITACIÓN
	Al proyectar la instalación de una bomba o al comprar una de ellas deben considerarse dos tipos de altura en la aspiración:
	NPSH requerida
	NPSH disponible
	El NPSH requerida es la altura en la aspiración de la bomba que debe instalarse (fabricante). Depende exclusivamente del diseño interno particular de cada bomba y que suele variar mucho, no sólo con el caudal y la velocidad dentro de la misma bomba; sino también de una bomba a otra, entre las de un mismo fabricante, y desde luego con mayor razón entre las de distintos fabricantes
20-06-2019
(NPSH) ALTURA DE ASPIRACIÓN NETA POSITIVA
NPSHrequerido:
Energía mínima (presión) requerida en la succión de la bomba para permitir un funcionamiento libre de cavitación. Se expresa en metros de columna del liquido bombeado.
Depende de:
Tipo y diseño de la bomba
Velocidad de rotación de la bomba
Caudal bombeado
El NPSH disponible es la altura que se cuenta en el sistema, determinada por el proyectista (se calcula del lado de aspiración de la bomba). Depende exclusivamente de las características hidráulicas de la red externa de succión conectada a la bomba. Este valor debe ser calculado para cada instalación . Si se desea que la instalación opere satisfactoriamente, el NPSH disponible en el sistema , deberá ser mayor por lo menos en 0.50 metros al NPSH requerido por la bomba, de otro modo se producirán las fallas hidráulicas y mecánicas que anteriormente se explicaron
(NPSH) ALTURA DE ASPIRACIÓN NETA POSITIVA
NPSHdisponible:
Energía disponible sobre la presión de vapor del liquido en la succión de la bomba. Se expresa en metros de columna del liquido bombeado
Depende de:
Tipo de liquido
Temperatura del liquido
Altura sobre el nivel del mar (Presión atmosférica)
Altura de succión
Perdida en la succión
El (NPSH) disponible depende de 4 factores y se puede calcular en valores absolutos
	Es una característica de la bomba, es aquella energía necesaria para llenar la parte de aspiración y vencer las pérdidas por rozamiento y el aumento de velocidad desde la conexión de aspiración de la bomba hasta el punto que se añade más energía.
	
En su determinación intervienen cuatro (4) factores:
HP	: Altura correspondiente a la presión absoluta sobre la 		 superficie del líquido en el cual aspira la bomba.
HZ	: Altura en metros de la superficie del fluido con respecto a la 	 línea central del árbol del rodete ya sea por encima o por 	 debajo del mismo.
HVP	: Altura correspondiente a la tensión del vapor del líquido a la 	 temperatura existente.
Hf	: Pérdida de altura a causa del rozamiento y turbulencia entre 	 la superficie del líquido y la platina de aspiración de la 	 bomba.
20-06-2019
(NPSH) ALTURA DE ASPIRACIÓN NETA POSITIVA
	La altura en la aspiración NPSH es la suma de estas alturas. Cualquier termino que tienda a reducir la altura total de aspiración es considerada negativa.
	Si el nivel de superficie esta por encima de la línea central del árbol del rodete se considera positivo, si esta por debajo es negativo.
	La tensión del vapor y las pérdidas por rozamiento son siempre negativas, ya que disminuyen la altura de aspiración.
		
	
	
20-06-2019
(NPSH) ALTURA DE ASPIRACIÓN NETA POSITIVA
Pa	:	Presión atmosférica (m)
Pv	:	Presión de vapor del liquido a la 		 	 	 temperatura de bombeo
GE	:	Gravedad especifica del liquido bombeado
Hsuc.	:	Altura de succión (+ ó -) (m)
Hf	:	Perdidas por fricción en la tubería de succión (m)
DISMINUCIÓN DE LA PRESIÓN ATMOSFERICA
PRESIÓN DE VAPOR DEL AGUA
ESQUEMA DE INSTALACIÓN:
INSTALACIÓN CON SUCCIÓN POSITIVA
VALVULA DE RETENCIÓN
VALVULA COMPUERTA
VALVULA COMPUERTA
ESQUEMA DE INSTALACIÓN:
VALVULA DE COMPUERTA
VALVULA DE RETENCIÓN
CONEXIÓN PARA EL SUMINISTRO DE CEBADO
INSTALACIÓN CON SUCCIÓN NEGATIVA
VALVULA DE RETENCIÓN CON REGILLA
ESQUEMA DE INSTALACIÓN:
BOLSA DE AIRE
INCORRECTO
SUCCIÓN
DESCARGA
BOMBA
CORRECTO
VALVULA DE PIE CON CANASTILLO
TUBERIA DE SUCCIÓN CON VALVULA DE PIE Y CANASTILLO 
INSTALACIÓN – FUNDACIONES (1)
INSTALACIÓN – FUNDACIONES (2)
Fundación suspendida sobre amortiguador
VERTICALES
Las mismas reglas se aplican a bombas verticales
UNIDAD DE BOMBEO
Fundación
Amortiguadores
Piso
EJEMPLO INSTALCIÓN (3)
Expansión articulada
Fundación
Unidad de bomba
Placa base
Amortiguador de vibraciones
Piso
REGLAS:
El peso de la fundación de hormigón debe ser de 3 a 5 veces el peso de la bomba soportada.
Las líneas imaginarias que salen del centro de la bomba hacia los costados pasando por la parte inferior de la fundación deben tener 30° con respecto a la vertical.
La fundación debe ser, por lo menos 8 centímetros mas ancha que la placa basa de la bomba en toda su periferia o también (API 686). El ancho de la fundación debe ser como mínimo 1,5 veces la distancia vertical que existe de la base al centro de la bomba.
La elevación de la parte superior de la fundación debe permitir, como mínimo, un espesor el Grout de 3 centímetros
Los espárragos roscados de anclaje deben tener, como mínimo, dos espiras sobre la tuerca.
El “TOP” de la fundación debe sobresalir, como mínimo, 10 centímetros del nivel del piso.
Los bulones de anclaje deben poseer una parte embebida en la fundación (por lo menos 10 veces el diámetro del bulón.
Los bulones de anclaje deben poseer suficiente longitud libre para un correcto tensionado (por lo menos 12 veces el diámetro del bulón).
Los bulones de anclaje además del ajuste deben permitir un ligero movimiento lateral para el montaje y alineación del equipo.
Los bulones son centrados en un caño camisa fundido en el concreto de 2 pulgadas de diámetro.
La longitud de estiramiento del bulón es importante para producir un efecto de resorte que absorberá el impacto sin fatiga cuando el esparrago sea ajustado con el torque adecuado.
Nota Importante: No deben rellenarse con material rígido (concreto o epoxi) los caños camisa al efectuar el grouting debe cubrirse con poliuretano la parte del bulón que sobresale de la camisa ya que si el bulón no tiene libertad para estirarse pueden generarse tensiones extremadamente elevadas sobre la fundación del equipo.
	Además aislando el esparrago del concreto y del epoxi se previene el ajuste temporario sobre una longitud corta lo que se puede provocar que los bulones queden flojoscon el equipo una ves en servicio.
El peligro de cavitación será tanto mayor o, lo que es lo mismo, la bomba habrá de colocarse tanto mas baja con relación al nivel del pozo de aspiración cuanto:
La presión barométrica sea menor en el lugar de instalación.
CAVITACIÓN
La presión de saturación sea mayor. Esta presión crece con la temperatura, por tanto, el bombeo de líquidos calientes exige una altura de suspensión más pequeña. El agua, por ejemplo, a 100°C hierve a 1,0332 (kg./cm.2) ; a 50°C hierve a 0,12578 (kg./cm.2) ; a los 25 °C hierve a 0,03229 (kg./cm.2). Nótese además que el agua puede hervir, y por tanto producirse la cavitación común a temperaturas más bajas. Así, por ejemplo, el agua hierve también a 1°C con tal que la presión absoluta descienda a 0,006695 (kg./cm.2), es decir, a una presión de 67 mm.c.a. Ahora bien, si la altura de suspensión HS es demasiado elevada puede ocurrir dentro de la bomba una presión de este orden y producirse la cavitación.
CAVITACIÓN
Las pérdidas en la tubería de aspiración, Hra sean mayores. Por tanto si hay peligro de cavitación se realizará la tubería de aspiración con diámetro grande, sin más de un codo y si esto no basta no se instalará, alcachofa, ni válvula de pie, ni válvula de compuerta. El cebado se hará con bomba de vacío.
CAVITACIÓN
El caudal y, por tanto, la altura dinámica en el tubo de aspiración (V2/2g) sea mayor. Si se empieza a producir la cavitación y se reduce el caudal, cerrando parcialmente la válvula de impulsión, la cavitación cesará.
La pérdida en el interior de la bomba , sea mayor.
CAVITACIÓN
En una experiencia visualizada del fenómeno de cavitación en función del caudal elevado e ilustrado en las fotografías, se observa.
1º.- Cuando el caudal suministrado por la bomba se reduce al 25% del caudal óptimo (Qop =100%), se produce una elevación del NPSHr (máxima turbulencia). Este valor va disminuyendo hasta alcanzar un mínimo en el punto 1 (40% de Qop).
2º.- Entre los puntos 1 y 2 (40 y 60% de Qop) el valor NPSHr se mantiene en su valor mínimo (turbulencia mínima).
3º.- A partir del punto 2 (60% Qop), el valor NPSHr, va aumentando progresivamente pasando por los puntos 3 y 4 (Qop) y alcanzando el punto de máximo valor, cuando el caudal elevado es del 130% de Qop (turbulencia máxima.
Existen dos formas de cavitación
 Cavitación en la succión: ocurre en el centro (ojo) del impeler, (se conoce como la verdadera cavitación).
 Cavitación en la descarga: ocurre en el extremo (diámetro exterior) del impeler (se conoce como cavitación por recirculación.
Cavitación en el área de succión (ojo)
Cavitación en el área de descarga
Cavitación NO ES AIRE en la bomba
20-06-2019
	Es cuando demasiado vacío es creado en el centro de impulsión hasta el punto de exceder la presión de vapor del liquido que se esta bombeando. 
	El liquido literalmente hierve o se separa. Bolsas de vacío se forman en el área de mas baja presión, generalmente en el centro del impulsor y se mueven hacia fuera hasta que alcanzan un área de suficiente presión que les permite colapsar o implosar. Esta situación de exceso de vacío puede ser creada por varios motivos.
CAVITACIÓN DE SUCCIÓN: 
La altura de succión podría ser demasiado alta.
La tubería de succión podría estar parcialmente o totalmente obstruida, causando exceso de vacío.
El NPSH disponible podría ser insuficiente para la aplicación.
	“NINGUNA DE ESTAS SITUACIONES SON PROBLEMA DE BOMBAS”.		
“Todos son problemas de aplicación y sistema.” 
Ocurre cuando la altura de descarga es demasiado alta y como consecuencia la altura obliga a la bomba a operar sobre la izquierda de la curva, fuera del rango de operación. 
La generación de cavitación toma lugar justo donde la punta del alabe del impulsor pasa por el cortador de agua
20-06-2019
CAVITACIÓN DE DESCARGA 
20-06-2019
En el contexto de las bombas centrifugas, el término cavitación implica un proceso dinámico de formación de burbujas dentro del líquido, su crecimiento y subsecuente colapsamiento a medida que el líquido fluye a través de la bomba.
Generalmente las burbujas que se forman dentro de un líquido son de dos tipos: Burbujas de vapor o burbujas de gas.
20-06-2019
Las burbujas de vapor se forman debido a la vaporización del líquido bombeado. La cavitación inducida por la formación y colapso de estas burbujas se conoce como “Cavitación Vaporosa”.
Las burbujas de gas se forman por la presencia de gases disueltos en el líquido bombeado (generalmente aire pero puede ser cualquier gas presente en el sistema). La cavitación inducida por la formación y colapso de estas burbujas se conoce como “Cavitación Gaseosa”.
En ambos tipos, las burbujas se forman en un punto interior de la bomba en el que la presión estática es menor que la presión de vapor del líquido (cavitación vaporosa) o que la presión de saturación del gas (cavitación gaseosa).
20-06-2019
La Cavitación Vaporosa es la forma de cavitación más común en las bombas de proceso. Generalmente ocurre debido a un insuficiente NPSH disponible o a fenómenos de recirculación interna. 
Se manifiesta como una reducción del desempeño de la bomba, ruido excesivo, alta vibración y desgaste en algunos componentes de la bomba. 
La extensión del daño puede ir desde unas picaduras relativamente menores después de años de servicio, hasta fallas catastróficas en un corto periodo de tiempo.
20-06-2019
La Cavitación Gaseosa se produce por efecto de gases disueltos (más comúnmente aire) en el líquido. Esta cavitación raramente produce daño en el impulsor o carcasa. Su efecto principal es una pérdida de capacidad. 
No debe confundirse con el ingreso de aire o bombeo de líquidos espumosos, situaciones que no necesariamente producen cavitación pero sí reducción de capacidad, detención del bombeo y otros problemas. 
Para el bombeo de líquidos espumosos se han diseñado y se siguen desarrollando bombas especiales que han logrado un considerable mejoramiento en el manejo de estos fluidos.
Para poder identificar los tipos de cavitación es necesario entender primero sus mecanismos, es decir, como ocurre..
NOTA: 
Si la altura de descarga es lo suficientemente alta como para trasladar el punto de funcionamiento fuera del rango de operación aceptable, la cavitación de punta que resulta de operar fuera del rango recomendado, no solo acorta la vida del impulsor, sino, más importante, provoca serias deflexiones en el eje, causando fatiga metálica y quebraduras. 
Adicionalmente observamos stress excesivo que reduce la vida útil y causa la falla de rodamientos produciendo gran impacto operacional en el sello mecánico debido a la frecuencia y severidad de las deflexiones
20-06-2019
Cavitación en la descarga significa operar demasiado al extremo izquierdo de la curva, puede significar la necesidad de rebajar la altura del sistema y/o aumentar el flujo.
En algunos casos podemos resolver la dificultad con un aumento de la velocidad, pero para poder determinar la factibilidad de esto tenemos que diagramar la curva del sistema.
En todo caso para poder solucionar la cavitación tenemos que ver la forma de hacer operar la bomba dentro de su rango aceptable.
20-06-2019
Corrección de la cavitación en la descarga
Cavitación en la succión se puede identificar si es que se trata de línea de succión atascada, demasiado altura de succión o problema de NPSH .
El vacuómetro indicara que hay demasiado vacío, no la fuente de el. Si la línea esta taponada, límpiela.
Si la altura de succión es demasiado alta, acercar la bomba al nivel de liquido de la succión
20-06-2019
Corrección de la cavitación en la succión
Disminución brusca de las curvas características por el efecto de la cavitación en una bomba centrifuga
Hm
N
η
η
N
Hm
Altura neta requerida y de aspiración máxima
(NPSH)r
(NPSH)d
(NPSH)r = f(q)
q
q
(NPSH)r = f(q)
(NPSH)d = f(q)
A
qm
Para obtener en una instalación la máxima altura de aspiración geométrica, será necesario reduciral mínimo los parámetros que puedan provocar una disminución del valor de NPSHd.
Para conseguirlo deberemos cumplir los siguientes requisitos:
Mantener la temperatura delfluidolo más baja posible.
Tuberíalo más corta posible.
Conla menor cantidad de uniones y codos posibles.
Codoscon radio de curvatura = 2 diámetros.
Tuberíaascendente hacia la bomba con pendiente entre 0,5 y 2%.
Utilizarcontracciones asimétricas, con la parte superior recta hacia arriba.
Eldiámetro de la tubería no debe ser menor que el diámetro de entrada de la bomba.
Utilizarválvulas de pie en diámetros menores a400 (mm).
Tuberíasde aspiración herméticas a la presiónatmosférica.
Eltramo próximo a la bomba será recto con una longitud mayor a 2 diámetros.
Tuberías de succión:
El diámetro de la tubería de aspiración se determinara de acuerdo con la velocidad permisible:
Para diámetro hasta 250 (mm) velocidad = 0,7 a 1 (m/s)
Para diámetro desde 300 a 800 (mm) velocidad = 1 a 1,5 (m/s)
Para diámetro mayor de 800 (mm) velocidad = 1,5 a 2 m/s
Bombas en paralelo.
El número de tubos de succión debe ser igual al número de bombas.
Distancia entre ejes de succiones horizontales > 3 D entrada.
20-06-2019
20-06-2019
Ataque químico
Desgaste abrasivo
20-06-2019
Desgaste por cavitación en la descarga
Desgaste por cavitación en la succión
20-06-2019
DAÑO CAUSADO POR LA CAVITACIÓN EN LA DESCARGA
 Eje quebrado
Baja vida útil de rodamientos
Destrozo del impeler y alabes
Deterioro de los sellos
20-06-2019
DAÑO CAUSADO POR LA CAVITACIÓN EN LA SUCCIÓN
 Baja vida útil de rodamientos (principalmente rodamientos radiales)
 Destrozo del impeler
 Destrozo por desgaste en el plato
Deterioro de los sellos (Vibraciones y desalineamiento)
Altura total dinámica de elevación de succión demasiado ·Alta”.
Altura de descarga “Baja”
CURVA INDIVIDUAL BOMBA 50 – 125:
CAUDAL	: 15 (L/S)
ADT		: 35 (M)
EFICIENCIA	: 69 %
POTENCIA ABS.	: 10,1 HP
POT. MAXIMA	: 13 HP
VELOCIDAD	: 3480 (RPM)
DIAM. IMPULSOR : 141 (mm)
NPSH (r) 	: 3 (m)
Sumergencia
Es la altura (S) de líquido, necesaria sobre la sección de entrada (válvula de pie, campana, tubo, etc.), para evitar la formación de remolinos (vórtices) que pueden afectar al buen funcionamiento de la bomba.
La formación de estos remolinos se deben principalmente a la depresión causada por:
La succión de la bomba.
Mala disposición de la misma en la cámara de aspiración.
Una irregular distribución del flujo.
Sumergencia
20-06-2019
Como valor indicativo de la sumergencia mínima necesaria, podemos adoptar la que obtendremos por aplicación de la fórmula:
En ella:
V = Velocidad del liquido en (m/s)
S = Sumergencia en metros
g = Aceleración gravedad = 9,81 (m/s2)
Fluctuaciones de caudal, sin merma apreciable en la altura.
Ruidos y vibraciones, con requerimientos variables de potencia (variación amperímetro).
Formación de remolinos visibles en la superficie o sumergidos.
No produce cavitación.
Observaciones por falta de sumergencia:
SUMERGENCIA:
Aumento de la sección de entrada (colocación de sombrillas, mayor diámetro de la tubería de aspiración, etc.)
Colocación de tabiques flotantes o sumergidos que eliminen las turbulencias.
Maderas flotantes, alrededor de la tubería de aspiración, así como pelotas de plástico, y todo aquello que sea capaz de impedir la formación de vórtices o remolinos en la superficie
EN GENERAL TODAS AQUELLAS QUE CONLLEVEN UNA REDUCCION EN LA VELOCIDAD DEL AGUA EN LA SECCION DE ENTRADA DE LA BOMBA.
Soluciones, para reducir la sumergencia necesaria:
ExistenotrosREMOLINOS SUMERGID0Sque habitualmente no se aprecian en la superficie y suelen producirse si el liquido a la entrada de la bomba tiende a girar en sentido contrario al eje de la misma. Este movimiento se denominanormalmentecontra-rotación.
El movimiento de contra-rotación en bombas de alta velocidad especifica como las de hélice pueden causar daños de consideración, no así en bombas de menor velocidad.
Elindicio de remolinos sumergidos son normalmente, vibraciones y consumo de energía fluctuante en cada puesta en marcha. El remedio es impedir la formación de estas corrientes mediante la modificación de las condiciones del pozo o depósito de aspiración, como pueden ser tabiques u otras rectificaciones
CAVITACIÓN
La cavitación en Sistemas de tuberías 
La cavitación es un fenómeno físico, mediante el cual un liquido, en determinadas condiciones, pasa a estado gaseoso y un instante después pasa nuevamente a estado líquido
Este Fenómeno tiene dos fases:
Fase 1.-	Cambio de estado líquido a estado gaseoso
Fase 2.-	Cambio de estado gaseoso a estado líquido
¿QUÉ ES LA CAVITACIÓN?
La cavitación es un fenómeno muy frecuente en sistemas hidráulicos donde se dan cambios bruscos de la velocidad del liquido
Ejemplos: En partes Móviles	 En partes no móviles
Álabes de turbinas
Rodetes de Bombas
Hélices de barcos
Estrangulamientos bruscos
Regulación mediante orificios 
En Válvulas reguladoras
Describiremos el fenómeno en la regulación con Válvulas que es lo más frecuente. Las explicaciones son aplicables a los otros ejemplos
¿CUANDO PUEDE HABER CAVITACIÓN?
EFECTOS:
	Ruidos y golpeteos.
Vibraciones.
Erosiones del material (daños debidos a la cavitación)
¿CUALES SON LOS EFECTOS DE LA CAVITACIÓN?
Daños típicos de la cavitación
CAVITACIÓN EN UNA VÁLVULA DE MARIPOSA
Condiciones de Funcionamiento
Presión aguas arriba:
1,2 a 1,4 bares
Presión aguas abajo:
0,1 bares
Velocidad del fluido:
2,2 (m/s) (referida al diámetro nominal)
Tiempo en funcionamiento:
	2 años
Grado de apertura del disco:
	Aproximadamente 30°
Daños típicos de la cavitación
CAVITACIÓN EN UNA VÁLVULA DE COMPUERTA
La válvula de compuerta no ha estado completamente cerrada y en la sección de paso la velocidad ha sido muy alta. Después de tres meses de funcionamiento el cuerpo de la válvula muestra los daños de la fotografía
En la imagen anterior se muestran los daños producidos en el obturador de una válvula de compuerta que no se cerró completamente. En la pequeña sección de paso el agua alcanzaba grandes velocidades. Tras varios meses de uso la cavitación generada causó dos grandes perforaciones en el disco metálico.
Obviamente el problema de la cavitación no tiene ninguna importancia cuando se trata de válvulas de abrir y cerrar, siempre y cuando se utilicen para abrir y para cerrar completamente, no para regular. Sin embargo puede convertirse en una cuestión fundamental cuando se trata de válvulas reguladoras y más si trabajan con altas reducciones de presión y con caudales elevados.
Daños típicos de la cavitación
CAVITACIÓN EN EL PISTÓN DE UNA VÁLVULA DE PASO ANULAR
Pueden aparecer daños por cavitación debido a un mal dimensionado de una válvula reguladora, tal como puede verse en la fotografia
Un liquido se evapora cuando la energía no es suficiente para mantener las moléculas unidas, entonces estas se separan unas de otras y aparecen burbujas de vapor.
Se mostrara como ocurre esto para el caso mas común.
“EL AGUA”
¿CÓMO APARECE LA CAVITACIÓN?
¿Cuando se evapora el agua (I)?
La condición de paso de liquido a vapor depende de dos parámetros.
Temperatura
Presión
La correlación es lo que se conoce como “Curva Característica de la presión del Vapor”
¿Cuando se evapora el agua (II) 
A presión Atmosférica (1 bar) el agua se evapora a 100 °C.
Cuando la presión decrece, el proceso de evaporación comienza a una temperatura menor.
Ejemplo:
A una presión de 0,02 bares el agua se evapora a una temperatura aproximada de 18 °C
¿Por que el agua a veces está a menor presión que su presión de vapor?
El agua que fluye por las tuberías esta generalmente a presión, producida por una bomba o debido a una diferencia de alturas (proveniente de un deposito) y es considerablemente mayor que la presión de vapor.
Para comprender por que razónla presión del agua en el punto de estrangulamiento de una válvula llega a ser menor que la presión del vapor, estudiaremos el Balance de Energía del el fluido.
Energía contenida en un fluido
La energía total de un fluido está compuesta de los siguientes tipos de energía
Energía Potencial
Energía de Presión
Energía Cinética
Pérdida de Carga
+
¡La suma de todas estas energías es Constante!
TEOREMA DE BERNOULLI
Evolución de los tipos de energía
La Energía Total almacenada en el deposito debido a la carga estática acumulada en el mismo es la Energía Potencial del sistema
Cuando circula un caudal por la tubería horizontal la energía potencial disponible se convierte en:
Energía cinética
Energía de Presión
Pérdida de Carga
Evolución de los tipos de energía en el punto de regulación (I) 
Pérdida de Carga
Energía de Presión
Debido al estrechamiento de la sección de paso en punto de regulación, la velocidad del fluido y por tanto su energía cinética aumentan considerablemente.
Debido también, al estrechamiento las pérdidas también aumentan de forma apreciable.
En la “vena contracta” la energía de presión restante, y por tanto la presión local, decrece considerablemente ya que la energía total debe permanecer constante.
Evolución de los tipos de energía en el punto de regulación (II)
Pérdida de Carga
Si en este punto la presión baja por debajo de la presión del vapor, el agua puede evaporarse.
Entonces se forman burbujas de vapor,….
….Que se deforman al incrementarse la Presión….
….Y finalmente implotan y desaparecen.
Implosión de las burbujas de vapor
La implosión de las burbujas de vapor sigue ciertas direcciones, dependiendo de las condiciones de presión
En el Centro de la Tubería
En la Pared de la Tubería
Burbuja de vapor totalmente desarrollada
La burbuja se va deformando
Implosión
Microchorro
Implosión de las burbujas de vapor
Al cambiar de estado gaseoso a líquido, las burbujas de vapor se colapsan súbitamente (Implotan) y esto produce que el agua que las rodea se acelere hacia el interior de las mismas formando una especie de hendidura.
Esto origina un “Microchorro” que golpea las paredes del cuerpo de la válvula o de la tubería a muy alta velocidad (V > 1000 m/s), causando picos de presión de hasta 10.000 bares, lo que erosiona los materiales a nivel molecular.
¿Cuando aparece la cavitación?
Condiciones esenciales:
	Alta presión diferencial
Baja contrapresión
Alta velocidad del fluido
¿Como puede evitarse la cavitación?
La cavitación es un efecto físico cuya aparición depende de las condiciones de funcionamiento. Por tanto, Cuando se proyecta una instalación debe intentarse que no aparezca la cavitación o que sus efectos sean los menores posibles.
De cualquier manera la instalación debe ser efectiva y para ello es necesario elegir las válvulas apropiadas.
Son aplicables los siguientes principios.
Utilice las válvulas de compuerta y mariposa solo para trabajar en posición completamente abierta o cerrada y no en posiciones intermedias.
Las válvulas de paso anular son válvulas de control, pero deben ser elegidas en función de las condiciones de trabajo (Ejemplo: De corona de aletas o de cilindros ranurados).
Para operar en condiciones extremas donde no podemos controlar la cavitación ni con válvulas especiales, la regulación debe hacerse paso a paso (Ejemplo: Orificio para compresión) o mediante la Admisión de aire en el punto de regulación)
Recomendaciones: 
Si en una conducción a presión van a existir grandes diferencias entre los caudales circulantes, normalmente se coloca en paralelo con la válvula reductora de presión principal una segunda válvula de menor tamaño que trabajará cuando los caudales sean bajos, tal y como se muestra en la figura.