Av1_Fenomenosdotransporte- Carlos Henrique de Souza Oliveira

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Av1: 
 
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? 
 
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. 
A cavitação ela pode ser controlada, porem algumas ações que devem 
ser feitas caso a cavitação aconteça, como: 
• 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. 
 
Como esse fenômeno prejudica as instalações de água nas residências e prédios 
e no sistema de tratamento de água das cidades? 
 
Se a região de colapso das bolhas for próxima a uma superfície sólida, as 
ondas de choque geradas pelas implosões sucessivas das bolhas podem 
provocar trincas microscópicas no material que, com o fluxo constante, irão 
crescer e provocar o descolamento de material da superfície, originando uma 
cavidade de erosão localizada. Este é um fenômeno físico molecular que se 
dissemina e tende a aumentar com o tempo, causando a ruína dos rotores, 
válvulas, tubulações, propulsores e vários outros componentes de um sistema 
hidráulico. 
Com isso pode ocorrer vazamentos fazendo com que o sistema de 
instalação de água nas residências e prédios venham a se romper e causar 
vazamentos, assim como as bombas e os equipamentos do sistema de 
fornecimento de água que também podem ser danificados e parar o 
abastecimento de água na cidade. 
 
Como a cavitação presente em turbinas prejudica o funcionamento e o 
aproveitamento, no nível ótimo, da força hidráulica de usinas elétricas? 
Turbinas hidrelétricas são equipamentos projetados para gerar energia 
elétrica a partir da força das águas dos rios. Os modelos de turbinas existentes 
são do tipo Kaplan, Francis, Pelton e Bulbo. Elas são tradicionalmente fabricadas 
em aço do carbono ou aço inox. É constante, nas usinas hidrelétricas, a 
preocupação com o desgaste por cavitação e erosão gerados nessas peças. 
Esses problemas estão associados ao perfil hidráulico da turbina e à presença 
de partículas sólidas presentes na água. 
O desgaste por cavitação é a remoção de material da superfície de uma 
peça devido à ação de bolhas de pressão presentes num fluido, que escoam e 
colapsam na superfície. Já o desgaste por erosão é a remoção de material da 
superfície devido ao impacto de partículas sólidas presentes em um fluído. 
Os desgastes por cavitação e erosão gerados nas turbinas hidrelétricas 
ocasionam problemas tais como: 
 
1 – Perda de eficiência dos equipamentos; 
2 – Paradas prolongadas de máquinas; 
3 – Danos que podem se tornar irreversíveis e resultar na necessidade de 
substituição das peças, com elevadíssimos custos de manutenção para as 
empresa geradoras de energia. 
 
Quais os cuidados que se deve tomar com a manutenção destas instalações? 
 
Os cuidados que se deve tomar com a manutenção destas instalações é 
verificar a pressão manométrica no reservatório de sucção, pressão atmosférica 
local, vapor do fluído à temperatura de bombeamento. 
Revestimentos contra desgastes, como o de Carboneto de Tungstênio 
Cromo, aplicados pelo processo de aspersão térmica, podem ser uma excelente 
alternativa para reduzir o desgaste de turbinas hidrelétricas por cavitação e 
erosão e aumentar significativamente a vida útil desses equipamentos. Esse 
material possui elevadíssima resistência ao desgaste erosivo devido a sua 
dureza de superior a 1200 HV. 
Usinas hidrelétricas que já possuem peças revestidas com esses 
materiais, aqui no Brasil, conseguiram aumentar a vida útil em mais de 400%. 
 
 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Cavita%C3%A7%C3%A3o
https://www.rijeza.com.br/blog/custo-de-manutencao-elevado
https://www.rijeza.com.br/revestimentos/carboneto-de-tungstenio-cromo
https://www.rijeza.com.br/revestimentos/carboneto-de-tungstenio-cromo