Noticias

Explicación detallada de la cavitación en bombas de lodos (NPSH): ¿Cómo evitar daños y la disminución de la eficiencia?

En aplicaciones de minería, procesamiento de minerales, centrales eléctricas y transporte de relaves, la cavitación en bombas de lodos es una causa común de daños prematuros en los equipos, disminución de la eficiencia e incluso accidentes por parada. Detrás del problema de la cavitación, la NPSH (altura neta positiva de succión) es un parámetro crucial que no se puede ignorar.

I. ¿Qué es la cavitación en bombas de lodos?

La cavitación se refiere al fenómeno en el que, cuando la presión del líquido en la entrada de la bomba es inferior a la presión de vapor saturado del líquido a la temperatura actual, el líquido se vaporiza parcialmente, formando burbujas. Estas burbujas estallan rápidamente a medida que el líquido fluye hacia la zona de alta presión, generando fuertes impactos y ruido.

Este fenómeno es particularmente peligroso en las bombas de lodos, ya que el lodo suele contener partículas sólidas que aceleran el daño por cavitación en la superficie metálica.

II. ¿Qué es la NPSH?

1️⃣ Definición de NPSH

NPSH (Altura Neta Positiva de Succión) se refiere a la energía efectiva que posee el líquido a la entrada de la bomba para evitar la vaporización. NPSH se divide en dos conceptos:

NPSHa (Hipótesis Neta Positiva Disponible)

Determinada por el sistema y las condiciones de operación in situ.

NPSHr (Hipótesis Neta Positiva Requerida)

Determinada por la estructura y la velocidad de la bomba, proporcionadas por el fabricante.

2️⃣ Condición Fundamental para Determinar la Cavitación:

NPSHa ≥ NPSHr + Margen de Seguridad

Si NPSHa es menor que NPSHr, la bomba experimentará cavitación.

III. Peligros de la cavitación en las bombas de lodos

En condiciones reales de funcionamiento, la cavitación puede tener consecuencias graves:

Reducción del caudal y la altura de elevación

Ruidos y vibraciones anormales (similares a la de una piedra triturada)

Erosión en panal del impulsor, el revestimiento y la carcasa de la bomba

Reducción significativa de la vida útil de los rodamientos y los sellos mecánicos

En casos graves, puede provocar un mal funcionamiento de la bomba o incluso dejarla inutilizable.

En sistemas mineros de funcionamiento continuo, la cavitación no solo representa un problema del equipo, sino también un riesgo para la fiabilidad del sistema.

IV. ¿Por qué las bombas de lodos son más propensas a la cavitación? En comparación con las bombas de agua, las bombas de lodos son más propensas a la cavitación, principalmente por las siguientes razones: el lodo contiene partículas sólidas, lo que genera una mayor resistencia al flujo; la tubería de succión suele ser más larga y con más curvas; existen variaciones significativas en la temperatura y la densidad del lodo; y fluctuaciones sustanciales en el nivel del líquido en la mina. Todos estos factores reducen la NPSHa (Presión Positiva Neta Ha), lo que aumenta el riesgo de cavitación.

V. ¿Cómo evitar la cavitación en bombas de lodos?

1️⃣ Aumentar la NPSHa (Lado del Sistema)

Minimizar la altura de instalación y la altura de succión.

Reducir la longitud de la tubería de succión y las curvas.

Aumentar el diámetro de la tubería de succión y reducir la velocidad del flujo.

Asegurar el sellado de la tubería de succión para evitar la entrada de aire.

Asegurar que la entrada de succión esté siempre sumergida en líquido.

2️⃣ Reducir la NPSHr (Lado de Selección de la Bomba)

Seleccionar modelos de bombas de lodos con un diseño de NPSHr bajo.

Reducir la velocidad adecuadamente (las bombas grandes funcionan a baja velocidad).

Evitar el funcionamiento lejos del Punto Óptimo de Eficiencia (PEE).

Solicitar al fabricante que realice una selección y verificación profesional según las condiciones de operación.

3️⃣ Proporcionar un margen de seguridad suficiente para el NPSH

En condiciones de lodos, se recomienda que:

el NPSH sea al menos 0,5–1,0 m mayor que el NPSHr, o incluso más.

Esto es crucial para evitar la cavitación latente causada por fluctuaciones en las condiciones de operación y cambios en la composición del lodo.

VI. Conclusión

La cavitación no es un problema que "ocurre repentinamente", sino el resultado de la acumulación de detalles en la selección, el diseño y la operación. En aplicaciones de bombas para lodos, comprender y verificar correctamente el NPSH es fundamental para garantizar la vida útil del equipo, la estabilidad del sistema y la eficiencia operativa.