La cavitación es un problema ampliamente conocido que afecta a las bombas y provoca daños importantes y otras consecuencias indeseables. Para evitar daños, una bomba debe supervisarse para detectar la formación y aparición de cavitación. En este artículo se describen diferentes opciones de control y protección contra la cavitación que se adaptan a cualquier aplicación.
Cavitación
La cavitación es la formación de burbujas de aire en el interior de una bomba como consecuencia de una caída de presión del líquido que fluye. A medida que estas burbujas de aire se mueven, la presión aumenta, lo que provoca la implosión de las burbujas de aire. La implosión de las burbujas de aire en la superficie de la carcasa de la bomba o del impulsor provoca daños y problemas de funcionamiento. Se distinguen dos tipos de cavitación:
- La cavitación por aspiración puede producirse cuando una bomba se encuentra en condiciones de baja presión o alto vacío. Como la bomba no recibe suficiente caudal, se forman burbujas en el impulsor. Cuando estas burbujas pasan al otro lado (descarga) de la bomba y se comprimen con el líquido, implosionan.
- La cavitación de descarga puede producirse cuando la presión durante la descarga es excesivamente alta. Debido a la alta presión, al fluido le resulta difícil salir de la bomba, lo que hace que circule por su interior. Esto podría provocar un vacío y la formación de burbujas de aire, lo que a su vez causa daños tanto en el impulsor como en la carcasa de la bomba.
La cavitación prolongada provoca fallos en el bombeo, como la destrucción de la carcasa y el impulsor de la bomba. Otros efectos de la cavitación son el ruido excesivo y el consumo de energía.
Configuraciones para controlar la cavitación
Existen diferentes configuraciones para poder supervisar la cavitación. La configuración que mejor se adapte a la aplicación depende de la aplicación y/o de las exigencias del cliente. Se distinguen tres configuraciones:
1. Sensor 4-20 mA
Cuando se utiliza un sensor de 4-20 mA, el cliente debe determinar el valor límite deseable y configurarlo en el DCS/PLC. El DCS/PLC se utiliza entonces para generar una alarma cuando se supera este valor límite. Para determinar el valor límite debe crearse una situación de cavitación en la bomba. Una gran desventaja de los sensores de 4-20 mA es que dan un valor global de las vibraciones, lo que hace imposible distinguir la cavitación de otros factores que pueden causar vibraciones excesivas. Una configuración típica cuando se utiliza un sensor de 4-20mA tiene el siguiente aspecto:
2. Transmisor programable
Al igual que en la configuración anterior, el cliente debe realizar la prueba de cavitación. Se determina la frecuencia a la que se produce la cavitación y, a continuación, se utiliza para filtrar los datos. El valor de alarma deseado se envía a un DCS/PLC o se utiliza para activar un relé. Se utiliza un acelerómetro estándar de 100 mV/g para enviar la señal de vibración bruta al transmisor. El transmisor procesa esta señal y proporciona dos señales de 4-20 mA que pueden calcularse en dos bandas de frecuencia diferentes. Esto permite distinguir entre las vibraciones debidas a la cavitación y las causadas por otras desviaciones, como desequilibrios y daños en los rodamientos. Una configuración típica es la siguiente:
3. Transmisor de control de estado (VibroSmart)
Esta configuración utiliza los mismos sensores que la configuración del transmisor. Al igual que la configuración anterior, la señal 4-20mA se calcula dentro de una frecuencia de libre configuración. Sin embargo, se utiliza un tipo de transmisor más avanzado. A través de Modbus, se pueden generar hasta 10 salidas calculadas diferentes por señal. Esto permite distinguir entre errores específicos de la máquina en el sistema de control. Algunos errores de la máquina tienen un rango de frecuencia específico, que puede calcularse de forma independiente. Esto permite atribuir directamente las desviaciones en el comportamiento de las vibraciones a un error específico e iniciar inmediatamente la acción necesaria. Los datos sin filtrar pueden guardarse en un PC local o enviarse a través de una red, lo que permite la monitorización remota del estado.
Lea sobre las configuraciones de monitorización remota del estado aquí »
Una configuración típica es la siguiente:
