El documento trata sobre la cavitación, definiéndola como un fenómeno que ocurre cuando la presión de un fluido desciende por debajo de su presión de vapor, haciendo que se formen burbujas que luego implosionan causando daños. Explica los tipos de cavitación, dónde ocurre, los daños que causa y formas de prevenirla como un diseño hidráulico adecuado y el uso de materiales resistentes o la introducción de aire en el fluido.

1. CONTENIDO
 DEFINICIONES
 TIPOS DE CAVITACIÓN
 CAVITACIÓN EN SISTEMAS DE TUBERÍAS
 CAVITACIÓN EN IMPULSORES ALGUNOS EJEMPLOS
 IMPLOSIÓN DE LA BURBUJA
 FORMAS DE PREVENIR LA CAVITACIÓN
 REFERENCIAS Y BIBLIOGRAFÍA
 PREGUNTAS
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2. ¿QUE ES LA CAVITACIÓN?
La cavitación es un fenómeno que se da cuando los fluidos que
circulan por las instalaciones hidráulicas se encuentran a bajas
presiones: Cuando la presión alcanza el valor de la tensión de
vapor, el fluido que circulaba en estado líquido, cambia de estado y
se evapora, apareciendo burbujas o "cavidades" que aumentan
enormemente su volumen específico. Este fenomeno tiene dos
fases.
• Cambio de estado liquido a estado gaseoso.
• Cambio de estado gaseoso a estado liquido.
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3. IMPLOSIÓN DE LAS BURBUJAS DE VAPOR
Al cambiar de estado gaseoso a líquido, las burbujas
de vapor se colapsan súbitamente (implosionan) 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 “Micro chorro“ que golpea las paredes
del cuerpo de la válvula o de la
tubería a muy alta velocidad (v>1000 m/seg),
causando picos de presión de hasta 10000 bares, lo
que erosiona los materiales a nivel molecular.
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4. IMPLOSIÓN DE LAS BURBUJAS DE VAPOR
La implosión de las burbujas de vapor sigue
ciertas direcciones, dependiendo de las
condiciones de presión:
Burbuja de
vapor
totalmente
desarrollada
La burbuja se
va
deformando
Implosión Micro chorro
En la pared de la
tubería
En el centro de
la tubería
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5. ¿QUE ES LA CAVITACIÓN? 5

6. SURGIMIENTO DEL FENÓMENO
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 se puede
producir tanto en estructuras hidráulicas estáticas (tuberías, Venturis,
etc.), como en máquinas hidráulicas (bombas, hélices, turbinas).
Consiste que cuando el agua o cualquier fluido en estado liquido pasa
a gran velocidad por una arista afilada, produciendo una
descompresion del fluido lo que genera que las moleculas que lo
componen cambien inmediatamente a estado de vapor, formandose
burbuajs o cavidades, las cuales viajan a zonas de mayor presion e
implosionan, produciendo una estela de gases y arranques de metal
de la superficie en la que se origina este fenómeno.
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7. ¿DONDE SE PRESENTA ESTE FENOMENO?
La cavitación es un fenómeno muy frecuente en
sistemas hidráulicos donde se dan cambios bruscos de
la velocidad del líquido
En partes móviles
• álabes de turbinas
• Rodetes de Bombas
• Hélices de barcos
En partes no móviles
• Estrangulamientos bruscos
• Regulación mediante
orificios
• En válvulas reguladoras
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8. DAÑOS QUE PRODUCE
El daño por cavitación es una forma especial de corrosión-erosión debido a la formación y al colapso de burbujas de vapor en un líquido
cerca de una superficie metálica, que ocurre en turbinas hidráulicas, hélices de barcos, impulsores de bombas y otras superficies sobre las
cuales se encuentran líquidos de alta velocidad con cambios de presión.
Un daño por cavitación tiene un aspecto semejante a picaduras por corrosión, pero las zonas dañadas son más compactas y la superficie
es más irregular en el caso de la cavitación. El daño por cavitación se atribuye parcialmente a efectos de desgaste mecánico.
Entre los efectos que producen se encuentran:
1. Ruidos y golpeteos
2. Vibraciones
3. Erosiones del material (daños debido a la cavitacion).
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9. TIPOS DE CAVITACION
CAVITACIÓN POR FLUJO
Las tenemos en tuberías donde la presión
estática del líquido alcanza valores próximos
al de la presión de vapor del mismo, tal como
puede ocurrir en la garganta de un tubo
Venturi, a la entrada del rodete de una
bomba centrífuga o a la salida del rodete de
una turbina hidráulica de reacción.
CAVITACIÓN POR ONDAS
Aparecen cuando estando el líquido en reposo
por él se propagan ondas como las
ultrasónicas denominándose ‘’Cavitación
Acústica’’, o típicas ondas por reflexión sobre
paredes o superficies libres debido a ondas de
compresión o expansión fruto de explosiones
y otras perturbaciones como en el caso del
golpe de ariete, denominadas ‘’Cavitación por
Shock’’.
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10. CAVITACIÓN EN TUBERIAS – DAÑ0S TIPICOS
CONDICIONES DE FUNCIONAMIENTO:
• Presión aguas arriba: 1.2 - 1.4 bares
• Presión aguas abajo: 0.1 bares
• Velocidad del fluido: 2.2 m/seg (referida al
diámetro nominal)
• Tiempo en funcionamiento: 2 años
• Grado de apertura del disco:
aproximadamente 30°
CAVITACION EN UNA VALVULA
DE MARIPOSA.
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11. CAVITACIÓN EN TUBERIAS – DAÑ0S TIPICOS
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.
CAVITACIÓN EN UNA VÁLVULA DE
COMPUERTA.
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12. CAVITACIÓN EN TUBERIAS – DAÑ0S TIPICOS
Pueden aparecer daños
por cavitación debido a
un mal dimensionado
de una válvula
reguladora, tal como
puede verse en la
fotografía adjunta.
CAVITACIÓN EN EL PISTÓN DE UNA
VÁLVULA
DE PASO ANULAR.
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13. VISUALIZACION DE LA CAVITACIÓN - DAÑOS 13

14. ¿CUANDO SE EVAPORA EL AGUA?
La condición de paso de líquido a vapor
depende de dos parámetros:
• temperatura
• Presión
La correlación es lo que se conoce
como curva característica de la presión
de vapor.
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15. • 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.
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¿CUANDO SE EVAPORA EL AGUA?

16. ¿COMO PUEDE EVITARSE LA CAVITACION ?
• 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.
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17. ¿COMO PUEDE EVITARSE LA CAVITACION ?
• Recomendaciones: Cuando utilice las válvulas de
compuerta y mariposa; solo se debe operar 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 (ej. 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 (ej.
orificio para contrapresión) o mediante la admisión de
aire en el punto de regulación.
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18. ¿COMO PUEDE EVITARSE LA CAVITACION ?
• orificio para contrapresión)
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• mediante la admisión de aire en el punto de regulación.

19. VIDEO EXPLICATIVO 19

20. CONCLUSIONES
• La protección contra la cavitación debe comenzar con un diseño hidráulico
adecuado del sistema, de tal manera que se eviten en lo posible las presiones
bajas. Cuando sea inevitable la presencia de la cavitación , el efecto sobre las
superficies se puede reducir mediante el recubrimiento de materiales
especiales de alta resistencia. El empleo de pequeñas cantidades de aire
introducidas en el agua reduce notablemente el daño causado por la
cavitación
• La formación de burbujas de vapor disminuye el espacio disponible para la
conducción del líquido, lo cual da como resultado la disminución de la eficacia
de la máquina. El fenómeno de la cavitación ocasiona tres efectos nocivos en
la operación de una turbomáquina: disminuye la eficacia, daña los conductos
para el escurrimiento y produce ruido y vibraciones molestas.
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21. BIBLIOGRAFIA
• https://www.contraincendio.com.ve/cavitacion-en-bombas/ ( diapositivas 3 al 5)
• https://institutoasteco.com/asteco/cavitacion-uno-de-los-fenomenos-de-
desgaste/ (diapositivas 6 a la 10)
• https://www.youtube.com/watch?v=Z9_db6kGC-Y (video canal de YouTube de
ciencia y tecnología)
• https://www.atlascopco.com/es-co/construction-
equipment/resources/blog/cavitation-in-centrifugal-pump (Diapositiva desde la 12
hasta la 17) empresa colombiana de proyectos hidráulicos e ingeniería
• https://www.iagua.es/blogs/miguel-angel-monge-redondo/que-es-cavitacion-
como-evitarla (diapositiva 18 a 19)
• Ejercicio: libro Claudio mataix capitulo 19 bombas hidráulicas
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23. EJERCICIO
• 18
Una bomba con un diámetro de 32 in del impulsor se está usando
para impulsar 2400 GPM a 1170 RPM desde un tanque de
almacenamiento cuya superficie está a presión atmosférica estándar si
las pérdidas de carga desde el tanque hasta la entrada de la bomba
son 6 ft
¿dónde debería ubicarse la entrada de la bomba para evitar la
cavitación para agua a 60 °F;
Presión de vapor = 0, 26 lb/in2
SG=1 (B)200 °F PV=11,52 LBF/in2 SG= 0,96357
1 paso: identificar la grafica de la bomba que nos da el fabricante