Cavitação em Sistemas Hidráulicos

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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: A cavitação um fenômeno físico que ocorre principalmente no interior de sistemas 
hidráulicos e que é a formação de bolhas de vapor no meio fluido transportado, é a formação e 
acumulação de bolhas em torno de um impulsor de bomba. Isso tende a se formar em líquidos de 
qualquer viscosidade à medida que eles são transportados através e ao redor de um sistema de 
bombeamento. O estouro das bolhas, ou o colapso das mesma, gera uma onda de choque de alta 
energia dentro do fluído. 
Para prevenir a cavitação podemos: 
-Elevar o nível do líquido no tanque de sucção. 
-Baixar o ponto de sucção; 
-Manter a tubulação sempre cheia; 
-Dimensionar o sistema para que a bomba fique afogada; 
-Diminuir a temperatura do fluido; 
-Diminuir a velocidade de escoamento; 
-Selecionar um tipo de válvula que tenha uma queda de pressão menor; 
-Usar uma válvula com bitola maior que o DN da tubulação. 
Para evitar esse fenômeno devemos, como em qualquer outro equipamento, fazer manutenções 
preventivas para evitar as corretivas. Nessas manutenções os pontos de atenção são: 
-Fluxo de pressão ou pressão diminuídos: Se a bomba não estiver produzindo a quantidade de fluxo, 
conforme declarado pelo fabricante, isso pode significar que a cavitação está ocorrendo. 
-Vibrações inesperadas: A cavitação pode causar vibrações incomuns, não consideradas pelo 
equipamento usado e pelo liquido sendo bombeado. 
-Erosão do rotor: Peças do impulsor dentro do sistema, ou partes erodidas. 
-Falha de vedação e rolamento: vazamentos ou falha dos vedantes 
-Consumo anormal de energia: Se as bolhas estiverem se formando ao redor do impulsor, ou se o 
impulsor em si já começou a falhar. 
-Ruídos: Quando as bolhas implodem, podem fazer uma série de sons borbulhantes e rachados. 
Provocando um ruído anormal no sistema. 
Quando a pressão do fluído na linha de sucção adquire valores inferiores ao da pressão de vapor do 
mesmo, formando-se bolhas de ar, isto é, a rarefação do fluído (quebra da coluna de água) causada 
pelo deslocamento das pás do rotor, natureza do escoamento e/ou pelo próprio movimento de 
impulsão do fluído. Estas bolhas de ar são arrastadas pelo fluxo e condensam-se voltando ao estado 
líquido bruscamente quando passam pelo interior do rotor e alcançam zonas de alta pressão. No 
momento desta troca de estado, o fluído já está em alta velocidade dentro do rotor, o que provoca 
ondas de pressão de tal intensidade que superam a resistência à tração do material do rotor, 
podendo arrancar partículas do corpo, das pás e das paredes da bomba, inutilizando-a com pouco 
tempo de uso, por consequente queda de rendimento da mesma. 
 
 
O ruído de uma bomba cavitando é diferente do ruído de operação normal da mesma, pois dá a 
impressão de que ela está bombeando areia, pedregulhos ou outro material que cause impacto. 
Na verdade, são as bolhas de ar "implodindo" dentro do rotor. Para evitar-se a cavitação de uma 
bomba, dependendo da situação, deve-se adotar as seguintes providências: 
-Reduzir-se a altura de sucção e o comprimento desta tubulação, aproximando-se ao máximo a bomba 
da captação. 
-Reduzir-se as perdas de carga na sucção, com o aumento do diâmetro dos tubos e conexões. 
-Refazer todo o cálculo do sistema e a verificação do modelo da bomba. 
-Quando possível, sem prejudicar a vazão e/ou a pressão final requeridas no sistema, pode-se eliminar 
a cavitação trabalhando-se com registro na saída da bomba "estrangulado", ou, alterando-se o 
diâmetro do rotor da bomba. Estas, porém são providências que só devem ser adotadas em último 
caso, pois podem alterar substancialmente o rendimento hidráulico do conjunto. 
Cavitação em hidro turbinas é um problema frequente em grandes plantas geradoras. Devido à ação 
da aceleração, e devido ao fato de que a energia mecânica presente no fluido tende a se conservar, 
há uma redução na pressão da água quando ocorre o escoamento. Em alguns locais do equipamento, 
devido valor inferior à pressão de vaporização do fluido, e logo depois aumentar, ocorrendo à 
cavitação. Como consequências da Cavitação podemos citar a redução da Performance da Turbina a 
alteração no desempenho da máquina é devida à diferença de volume específico entre o líquido e o 
vapor, bem como à turbulência gerada pelo fenômeno.