O Fenômeno da Cavitação

Falarei nesse artigo sobre o fenômeno da cavitação em bombas centrífugas. Uma bomba "cavitando" tem sua característica hidráulica totalmente alterada. A bomba "não dá a vazão que tá na curva", faz "muito barulho" e "vibra bastante".

Barulho e vibração são causados pela instabilidade gerada pelo colapso da bolhas que se formam devido a vaporização do fluido. O fluido vaporiza quando a pressão absoluta em qualquer ponto do sistema de bombeamento atingir um valor inferior à pressão de vapor do líquido, na temperatura de bombeamento.

Mas em termos práticos, o que isso significa? Imaginem uma bomba centrífuga operando ao nível do mar, em Santos, bombeando água limpa a 60ºC. Supondo que o NPSHrequerido da bomba seja de 4,5 metros, e descontando-se as perdas de carga gerada no trajeto do fluido até o bocal de sucção da bomba, a altura máxima de sucção, sem que ocorra cavitação, será de 3,0 metros, aproximadamente. Se a bomba estiver em Campos do Jordão, a altura máxima de sucção sem que ocorra cavitação será 1,5 metros aproximadamente.

Mas por que os danos são tão severos em uma bomba operando com cavitação? A corrosão por cavitação ocorre porque as bolhas geradas na condição descrita acima, geralmente na região próxima ao olho do rotor, ao atingirem uma região onde a pressão absoluta é maior que a pressão de vapor do líquido, provavelmente no canal do impelidor, saída das pás ou entrada da voluta, haverá o colapso das bolhas.

Cada bolha formada tem um ciclo de crescimento e colapso da ordem de milésimos de segundo e induz altíssimas pressões na região afetada. Para se ter uma ideia do processo, existem estudos que indicam que esse ciclos podem-se repetir a uma frequência de 25.000 por segundo, com aumento de temperatura significativo nas regiões adjacentes a área afetada.

Mas por que uma bomba operando em cavitação tem perda de desempenho ou "manda menos água"? Quando a bomba opera na condição de cavitação, ocorre uma queda abrupta da vazão e rendimento, alterando drasticamente a sua curva característica. Ou seja, pode jogar fora a curva característica da bomba porque, na prática, ela não servirá para nada. Isso ocorre porque o volume específico do vapor é maior que o volume específico do líquido e também devido à turbulência gerada pelo fenômeno.

Então, antes de colocar a culpa na bomba ou xingar o fabricante do equipamento, por que você não analisa se as características de sucção da sua instalação atenderão aos requisitos mínimos exigidos pelo equipamento?

Um grande abraço!

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