Cavitação em Sistemas Hidráulicos

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ATIVIDADE 1 (A1) - F ENÔMENOS D E TRANSPORTE
A cavitação é um fenômeno que ocorre devido a uma redução da pressão em uma tubulação, abaixo da pressão de vapor, de um líquido que flui por essa tubulação. Desta maneira, são formadas bolhas que se rompem e agridem o metal da tubulação. O fenômeno da cavitação é a principal causa de manutenção em turbinas hidráulicas e térmicas, que devem ser acompanhadas de perto para que a produção de energia ou calor não seja comprometido. A cavitação pode ser benéfica quando a intenção é fazer uma limpeza ultrassônica em algum equipamento, por exemplo, em turbinas ou bombas afetadas por caramujos que grudam nas pás, mas na maioria das vezes tem um efeito danoso sobre a tubulação como: vibrações, redução do desempenho hidrodinâmico do equipamento e ruídos muito altos. Inclusive, quando a cavitação ocorre em cascos de navios, pode reduzir a velocidade da embarcação. Baseado nesse texto, deste importante tópico, e em uma pesquisa que você fará sobre cavitação, responda às questões abaixo sobre o que ocorre nos fenômenos de transporte de fluidos:
 
O que é cavitação e como ela pode ser controlada? Como esse fenômeno prejudica as instalações de água nas residências e prédios e no sistema de tratamento de água das cidades? Como a cavitação presente em turbinas prejudica o funcionamento e o aproveitamento, no nível ótimo, da força hidráulica de usinas elétricas? Quais os cuidados que se deve tomar com a manutenção destas instalações?
 
Referência
FOX, R. W.; MCDONALD, A. T.; PRITCHARD, P. J.; LEYLEGIAN, J. C. Tradução e Revisão Técnica de Koury, R. N. Introdução à Mecânica dos Fluidos. 8..ed. Rio de Janeiro: LTC Editora, 2010.
RESPOSTA
Cavitação é um fenômeno causado em turbinas e sistemas hidráulicos, quando um fluido passa de uma baixa pressão para alta pressão de maneira repentina, o que gera bolhas de gás/ar e acabam danificando rotores e peças. 
Para controlar, as melhores maneira são: 
-Instalação Correta: caso não tenha feito de maneira adequada, o equipamento vai produzir a cavitação no curto prazo; 
-Acompanhamento: acompanhar ruídos, consumos anormais de energia do equipamento e fluxo diminuído nos medidores. 
-Manutenção Recorrente: revisar as máquinas para entender se está com algum vazamento ou problema no veda mento. Além disso, entender se não teve nenhuma corrosão dos rotores e impulsor. 
Em cidades é muito comum o uso de bombas para tubulação de água e saneamento das casas. Por isso, na mudança de fluxo pode gerar bolhas e a própria cavitação em si. Isso prejudica as cidades por prejudicar os equipamentos, exigindo manutenções mais frequentes e uma perda de rendimento, forçando a bomba a levar mais água para manter o nível anterior, por conta da deterioração da cavitação. 
A cavitação em turbinas prejudica o funcionamento e aproveitamento de ótimas máquinas. 
Alguns pontos de destaque são: 
- Fabricantes de bombas e equipamentos estão bem cientes desse fenômeno e, caso
ele ocorra por má instalação das máquinas, não será responsabilidade do fabricante. 
E o dono do equipamento terá um prejuízo para repor e dar manutenção no equipamento; 
- No curto prazo, a máquina vai tendo uma queda no rendimento e perda de energia 
por conta dos ruídos; 
- Além disso, a cavitação afeta toda a vida útil do maquinário, necessitando de manutenções ou trocas mais frequentes, o que acaba aumentando o custo na operação. 
Para os cuidados de manutenção do maquinário, é importante acompanhar as métricas de pressão. Em especial, são: Ps (pressão do líquido acima da bomba) e Pf (perdas de carga na linha de sucção). Evitando que o Ps seja baixo, pela altura da bomba, ou/e que o Pf seja menor, com o raio da tubulação para evitar o contato com o fluido. 
 
Outros cuidados específicos: 
- Garantir que a pressão operacional mais baixa; 
- Manter a folga certa no fluxo do fluido; 
- Validação de erosão na saída do líquido; 
- Deixar o vácuo mais baixo; 
- Manter a tubulação sempre cheia; 
- Diminuir a velocidade de escoamento.