A cavitação é um fenômeno físico que pode causar sérios danos a equipamentos industriais, especialmente bombas, turbinas e compressores. Ela ocorre quando bolhas de vapor se formam em um líquido devido a variações de pressão, implodindo em seguida e provocando desgaste, ruídos e perda de desempenho.
Neste conteúdo, vamos explicar em detalhes o que é a cavitação, suas principais causas e efeitos nos equipamentos, além de mostrar como tecnologias de Monitoramento de Ativos podem ajudar a prevenir esse problema antes que ele gere prejuízos.
O que é cavitação?
A cavitação é o fenômeno de vaporização de um líquido pela redução da pressão durante seu movimento. Ela ocorre quando a pressão cai abaixo da pressão de vapor do fluido, formando pequenas bolhas de vapor que, ao se deslocarem, implodem próximo a uma superfície sólida, gerando ondas de choque capazes de causar danos.
Quanto mais baixa a pressão no ponto de sucção, maior o risco. Por isso, garantir o Net Positive Suction Head (NPSH) adequado é essencial para evitar que a cavitação ocorra.
Principais causas da cavitação
Diversos fatores operacionais e de projeto podem provocar condições favoráveis à formação de bolhas no líquido. Conhecer essas causas é essencial para agir preventivamente e evitar danos aos ativos.
Pressão insuficiente na entrada da bomba
Quando a pressão na entrada (sucção) da bomba é menor que a necessária para manter o líquido em estado líquido, formam-se bolhas de vapor. Isso pode acontecer por obstruções na tubulação, altura excessiva de sucção, projeto inadequado do sistema ou falhas que reduzam o NPSH.
Nessas condições, a pressão mais alta só é recuperada após as bolhas se deslocarem, momento em que elas implodem, causando problemas de cavitação e danos internos.
Temperatura elevada do fluido
Quanto maior a temperatura do líquido, menor é a pressão necessária para que ele entre em ebulição. Em processos industriais, temperaturas elevadas podem favorecer a formação de bolhas, acelerando a ocorrência de cavitação.
Vazão inadequada
Fluxos muito baixos ou excessivamente altos alteram a pressão interna da bomba. Vazão insuficiente pode gerar zonas de baixa pressão, enquanto vazão excessiva pode provocar turbulências e instabilidade no sistema.
Presença de ar ou gases dissolvidos
A entrada de ar na tubulação ou a presença de gases dissolvidos no líquido favorece a formação de bolhas. Isso pode ocorrer por vedação deficiente, conexões mal ajustadas ou dissolução de gases devido à temperatura e pressão do processo.
Efeitos da cavitação nos equipamentos
A cavitação não é apenas um inconveniente operacional, ela pode comprometer seriamente o desempenho e a vida útil dos ativos. Quando não identificada e corrigida a tempo, causa desgaste acelerado, falhas recorrentes e aumento dos custos de manutenção.
Danos físicos (erosão das superfícies metálicas)
Quando as pequenas bolhas formadas em zonas de baixa pressão se deslocam para regiões de pressão mais alta, elas implodem violentamente, liberando ondas de choque sobre a superfície sólida das peças internas.
Esse impacto repetido pode causar erosão, fissuras e perda de material, comprometendo seriamente a vida útil de componentes como bombas e turbinas hidráulicas.
Redução da eficiência e aumento de consumo de energia
Com as superfícies desgastadas e o fluxo do líquido prejudicado, o equipamento precisa trabalhar mais para manter a mesma vazão. Isso eleva o consumo de energia e reduz a produtividade, impactando diretamente nos custos operacionais.
Vibrações e ruídos anormais
A formação e implosão das bolhas gera vibrações intensas e ruídos característicos, muitas vezes descritos como “som de britadeira” ou estalos. Esses sinais são um alerta precoce de que a cavitação está em andamento.
Redução da vida útil dos ativos
O desgaste constante causado pela cavitação acelera o envelhecimento dos componentes e aumenta a frequência de paradas para reparo ou substituição. Isso reduz o retorno sobre o investimento e pode gerar falhas críticas não programadas.
Como identificar sinais de cavitação
Reconhecer os indícios de cavitação logo no início é fundamental para evitar danos maiores e custos elevados de manutenção. Entre os sinais mais comuns, destacam-se:
- Ruídos característicos: geralmente descritos como “som de britadeira” ou estalos vindos do interior do equipamento.
- Vibrações fora do padrão: alterações perceptíveis nas medições de vibração, indicando impacto das bolhas no funcionamento.
- Queda no desempenho do equipamento: redução da vazão ou da pressão entregues pela bomba ou sistema hidráulico.
- Análises preditivas indicando risco: resultados de monitoramentos que mostram variações anormais de pressão, temperatura ou vibração, sugerindo início do fenômeno.
Como evitar a cavitação
A chave está em manter as condições ideais de pressão, vazão e temperatura, além de monitorar continuamente o desempenho dos equipamentos.
Algumas ações eficazes incluem:
- Projeto e instalação adequados: dimensionar corretamente bombas, tubulações e acessórios para garantir fluxo contínuo e pressão estável.
- Manutenção preventiva e preditiva: realizar inspeções regulares para identificar desgastes, obstruções e falhas de vedação.
- Controle de parâmetros operacionais: monitorar temperatura, pressão e vazão para evitar condições que favoreçam a formação de bolhas.
- Uso de sensores e tecnologia de monitoramento contínuo: sistemas inteligentes identificam anomalias antes que a cavitação cause danos, permitindo intervenções rápidas e assertivas.
Manter as condições ideais de operação é essencial não apenas para evitar falhas, mas também para preservar a manutenibilidade dos equipamentos, garantindo reparos mais rápidos e maior disponibilidade.
O papel do monitoramento de ativos na prevenção da cavitação
Monitorar continuamente os ativos industriais é uma das formas mais eficientes de evitar que a cavitação cause prejuízos. Por meio de sensores e sistemas de análise, é possível acompanhar em tempo real parâmetros como pressão, vazão, temperatura e vibração, identificando rapidamente qualquer desvio que indique o início do problema.
O Monitoramento de Ativos Fracttal oferece tecnologia de ponta para detectar anomalias precocemente, gerar alertas automáticos e apoiar a tomada de decisão baseada em dados. Assim, sua equipe consegue agir antes que a cavitação provoque danos, reduzindo custos e aumentando a disponibilidade dos equipamentos.
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