Fenômenos de transporte - Atividade A1

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QUESTÃO 
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? 
 
RESPOSTA 
Cavitação é um fenômeno causado em turbinas e sistemas hidráulicos, quando 
um fluído passa de uma baixa pressão para alta pressão de maneira repentina, 
o que gera bolhas (ar) e acabam danificando rotores e peças. 
As melhores maneiras para controlarmos são: 
- Instalação correta: caso não seja feita de maneira correta, o equipamento 
vai produzir a cavitação em um curto prazo; 
- Acompanhamento: acompanhar os ruídos, consumo anormal de energia do 
equipamento e diminuição de fluxo nos medidores; 
- Manutenção recorrente: revisão das máquinas para sabermos se há algum 
vazamento ou problemas na vedação. Além disso, entender se não houve 
nenhuma corrosão dos rotores ou impulsor; 
Nas cidades, é muito comum o uso de bombas para tubulações de água e 
saneamento das casas. Por isso, a repentina mudança de fluxo pode gerar 
bolhas e a própria cavitação em si. Logo, isto prejudicando os equipamentos, 
consequentemente prejudica as cidades, exigindo manutenções mais 
frequentes e uma perda de rendimento, forçando a bomba a levar mais água 
para ser mantido o nível anterior, por conta da deterioração da cavitação. 
A cavitação em turbinas prejudica o funcionamento e o aproveitamento das 
máquinas. Alguns pontos de destaque são: 
- Os fabricantes de bombas e equipamentos estão cientes deste fenômeno e, 
caso ocorra por má instalação das máquinas, não será responsabilidade do 
fabricante. Então o dono do equipamento terá prejuízo para repor e fazer a 
manutenção do equipamento; 
- Em um curto prazo, a máquina vai apresentando uma queda no rendimento e 
perda de energia por conta dos ruídos; 
- A presença de cavitação afeta toda a vida útil do maquinário, necessitando de 
manutenções ou trocas mais frequentes, o que acaba aumentando o seu custo 
de operação; 
Para cuidados na manutenção do maquinário, é importante acompanhar as 
métricas de pressão. Em especial, acompanhar a Ps (pressão do líquido 
acima da bomba) e a Pf (perdas de carga na linha de sucção). Sempre 
evitando que a Ps seja baixa, pela altura da bomba, ou/e que o Pf seja menor, 
com o raio da tubulação para evitar o contato com o fluído. 
Outros cuidados específicos: 
- Garantir a pressão operacional mais baixa; 
- Manter a folga certa no fluxo do fluído; 
- Validação de erosão na saída do líquido; 
- Deixar o vácuo mais baixo; 
- Manter a tubulação sempre cheia; 
- Diminuir a velocidade do escoamento;