GRA0741 - FENÔMENOS DE TRANSPORTE - A1 - Cavitação

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O que é cavitação e como ela pode ser controlada? 
 
A cavitação é a formação de bolhas de vapor no interior de sistemas 
hidráulicos, por meio de fluido, ou seja, é quando, por exemplo, um fluido em 
escoamento atinge o ponto de vapor e forma bolhas dentro de uma tubulação, por 
perca de pressão do escoamento, e então essas bolhas sofrem implosão quando 
mudam para um local onde a pressão aumenta, como por exemplo, na passagem 
de uma bomba de agua, o fluido ao escoar, perde pressão e cria bolhas que ao 
passar por uma bomba, aumenta a pressão, ocasionando implosão dessas bolhas, o 
que acaba danificando o material, geralmente metálico, ou seja, a cavitação é a 
formação de bolhas de vapor ou gás, em um fluido, por efeito de redução de pressão. 
Para controlar, ou diminuir a cavitação, podemos elevar o nível de liquido no 
tanque de sucção, controlar o nível de pressão na mudança de pressão, diminuindo 
assim a frequência de implosões das bolhas, podemos também diminuir a 
temperatura do fluido, diminuir a velocidade de escoamento, regular diâmetro dos 
tubos e conexões presentes no processo do escoamento e outros métodos. 
 
Como esse fenômeno prejudica as instalações de água 
nas residências e prédios e no sistema de tratamento de 
água das cidades? 
 
A cavitação, nas instalações de água em residências e prédios, ocorre em função 
da velocidade e pressão da água, e sua presença prejudica na danificação dos materiais de 
transporte de água, como a presença de joelhos, tubulações e bomba de água. 
Também existe um problema sonoro, quando a cavitação transmite, através das 
suas vibrações das tubulações, péssimo ruído sonoro, onde prejudica o conforto auditivo 
dos moradores. 
Quando a instalação possui sistemas que possuem bombas de sucção, para 
elevação de pressão de água, que em diversos casos, como a instalação normalmente em 
prédios, para a água subir para os reservatórios em cima dos prédios, e 
posteriormente, pela força da gravidade, descer e abastecer todos os usuários, a 
água sofre com mudança de temperatura, pressão e velocidade no escoamento, 
gerando cavitação, que prejudica as bombas, danificando as mesmas, como também 
os pontos de curvas e até mesmo as tubulações, e quando falamos nas bombas 
hidráulicas, também nos referimos no aumento de consumo de energia, pois tais 
bombas danificadas atrapalham no desempenho do sistema, logo, para suprir a 
demanda necessária do transporte do fluido, tais bombas irão trabalhar forçadamente, 
ocasionando um maior consumo de energia elétrica. 
Outro problema é quando o sistema de água possui o transporte e utilização de 
água quente, como a presença de chuveiros quentes e outros sistemas, pois a elevação da 
presença de cavitação, devido a mudança de pressão, por se trabalhar normalmente com 
água fria, gera perdas do fluido. 
Destaco também que equipamentos utilizados dentro das residências, como 
torneiras, chuveiros elétricos, válvulas e etc., também sofrem danificações, por problemas 
com cavitação, g erados por mudanças de pressão do fluido dentro da tubulação, como 
também velocidade e temperatura. 
Conhecido como cavitação hidrodinâmica que é um (POA) – PROCESSO 
OXIDATIVO AVANÇADO, o ramo de tratamento de água, a cavitação possui 
pontos de atenção, pois não somente é algo ruim para o sistema de bombas e 
sucção, ela quando controlada, tem se tornado aliada ao sistema de tratamento de 
água, pois em diversos casos existe a cavitação provocada, que é controlada para 
realizar a limpeza do sistema, com também do fluido. 
Uma das técnicas aplicadas na utilização de cavitação provocada, com finalidade 
de limpeza, é o controle de velocidade do fluido, pressão e temperatura, que ao 
intencionar uma cavitação provocada é letal para diversos microrganismos presentes. 
Uma das técnicas conhecidas no tratamento de água é a passagem de ondas 
sonoras (ultrassônicas) que geram vibrações e interferências na pressão do fluido. 
Em alguns casos, é possível realizar a limpeza de tubulações e equipamentos, 
utilizando outros fluidos. Algo interessante, é que dependendo do sistema, não é 
necessário a presença do cloro para realização da limpeza do fluido, apenas a cavitação 
já realizaria a limpeza. 
 
Como a cavitação presente em turbinas prejudica o 
funcionamento e o aproveitamento, no nível ótimo, da 
força hidráulica de usinas elétricas? 
 
Quando falamos em sistemas hidráulicos em usinas elétricas, estamos se 
referindo em um sistema onde o fluido presente em um reservatório, é transportado 
através de uma tubulação, movendo geradores de energia elétrica, logo, observamos que 
existe a presença de um sistema, que possui dois tipos de problemas semelhantes, 
onde um é a cavitação que é a formação de bolhas por evaporação, que implodem 
nas superfícies dos componentes, proveniente de mudança de velocidade, temperatura 
e pressão do fluido, como também a erosão, que é a pancada de partículas sólidas 
nos equipamentos. 
Neste sistema, a cavitação ocasiona desgastes dos componentes dos geradores, 
por vibrações, possíveis turbulências, ruídos e implosões das bolhas de vapor, e 
acabam ocasionando perdas na eficiência das maquinas e equipamentos, podendo 
gerar grandes e prolongadas paradas das máquinas para realização de manutenção, 
e dependendo do caso, pode até ocasionar a perca dos componentes, que acabam 
tendo que ser substituídos, como também pode danificar por completo todo o 
sistema de gerador, ocasionando a perda do gerador. 
Dependendo do nível de cavitação, do dimensionamento correto de pressão, vazão 
do fluido, e temperatura, a cavitação pode gerar grandes perdas financeiras e muita dor 
de cabeça para os responsáveis do sistema. 
 
Quais os cuidados que se deve tomar com a 
manutenção destas instalações? 
 
Devem-se ter cuidados ao realizar manutenções em sistemas que possuam 
presença de cavitação, como a realização de corretas manutenções preventivas, como 
o cobrimento principalmente os componentes de maior impacto (como o revestimento de 
carboneto de tungstênio cromo), com produtos que diminuam a cavitação, substituição 
ou correção de componentes danificados, levando em consideração o nível de 
corrosão e desgaste do componente. 
Quando possível, realizar corretos preenchimentos dos locais desgastados, afim 
que tais locais não venham a se desgastar rapidamente. 
Verificar a presença de vazamentos, ou pontos do sistema que possa influenciar 
na mudança de pressão do sistema. 
Verificar no sistema, a presença de folgas dos equipamentos, e caso houver, 
realizar a retirada, pois possíveis folgas influenciam na mudança de pressão e outros 
problemas. 
E ter atenção com todos os componentes dos equipamentos, para garantir que 
todos os problemas sejam solucionados, garantindo o desempenho dos sistemas.