Pump Cavitation: What It Is and How to Avoid It

6 de agosto de 2025

¿Qué sonido emite la bomba? Si suena más a grava empujada por canalizaciones que a líquido, la culpable puede ser la cavitación de bombas. Pero ¿qué es exactamente la cavitación de bombas y por qué es tan perjudicial para las bombas y sus componentes? Le explicaremos todo sobre este fenómeno habitual, aunque perjudicial, y lo que puede hacer para detenerlo antes de que dañe su sistema.

¿Qué es la cavitación de bombas y qué la causa?

La cavitación de bombas se produce cuando la presión de una bomba cae por debajo de la presión de vapor del líquido, lo que hace que se evapore y forme burbujas. Estas burbujas de vapor suelen formarse en el lado de aspiración de la bomba, donde la presión es más baja. A medida que el líquido va llegando a zonas de mayor presión, como cerca de la hélice, las burbujas se hunden.

Imagínese una olla de agua hirviendo en su cocina. Las burbujas de vapor salen del fondo y explotan al llegar a la superficie del agua. En este caso, la ebullición se produce debido al calor. Pero el punto de ebullición se ve afectado también por la presión ejercida sobre el agua. A nivel del mar, el agua hierve a 100 °C (212 °F), pero a 10.000 pies de altitud, donde la presión atmosférica es menor, hierve a aproximadamente 89,8 °C (193,6 °F). A medida que desciende la presión atmosférica, también lo hace el punto de ebullición del agua.

En un sistema de bombeo, se aplica un principio similar. Si la presión dentro de la bomba cae por debajo de la presión de vapor del líquido, el líquido comienza a hervir, incluso a temperatura ambiente. Esta ebullición localizada crea burbujas de vapor dentro del líquido. A medida que el líquido se sigue desplazando a través de la bomba y encuentra mayor presión cerca de la hélice, las burbujas se colapsan rápidamente. Esta implosión repentina crea ondas de choque intensas que golpean las superficies internas de la bomba, especialmente las palas de la hélice, lo que provoca la cavitación de la bomba.

¿Qué tienen de malo las burbujas? Consecuencias de la cavitación de bombas

Las burbujas de cavitación pueden ser diminutas, pero presentan grandes problemas para su bomba. Estas burbujas de vapor suelen formar pequeñas imperfecciones en las superficies metálicas de la bomba, como la hélice de una bomba centrífuga o el pistóno el engranaje de una bomba de desplazamiento positivo, en el lado de aspiración. Al moverse estas burbujas hacia el lado de descarga de alta presión, se desintegran violentamente, lo que genera ondas de choque y microchorros que impactan en las superficies con una fuerza extrema. Esta implosión provoca ondas de choque intensas y focalizadas que se estrellan contra la misma superficie en la que se formaron las burbujas.

Estos impactos repetidos causan picaduras, un tipo de erosión superficial que comienza siendo pequeña, pero que empeora con el tiempo. Cuando una bomba es nueva y las superficies son lisas, es más resistente a la cavitación. No obstante, a medida que se desarrollan imperfecciones, el daño se acelera. Con el paso del tiempo tiempo, las piezas de la hélice u otros componentes pueden presentar un aspecto picado o "granallado", como si se les hubiera aplicado un chorro de arena. Pueden incluso faltar zonas grandes de material en algunos componentes.

La reacción violenta también daña los rodamientos y las juntas, lo que acorta su vida útil y provoca costes de mantenimiento desorbitados debido a las sustituciones frecuentes. La cavitación de bombas reduce la eficiencia, aumenta la vibración y el ruido y, en última instancia, provoca una avería de la bomba.

¿Cuál es la diferencia entre aspiración, descarga y cavitación?

Los de "aspiración" y "descarga" son los diferentes lados de una bomba. El lado de aspiración es donde el líquido entra en la bomba, normalmente a una presión más baja. El lado de descarga es donde la bomba empuja el líquido hacia fuera, normalmente a una presión más alta.

La cavitación, por otro lado, es un problema que puede ocurrir dentro de la bomba. No forma parte del funcionamiento normal de la bomba, como la aspiración o la descarga. Es un estado perjudicial causado por la baja presión que genera la formación y el hundimiento de burbujas de vapor.

A continuación, le mostramos una forma sencilla de plantearlo:

Aspiración: entrada de líquido en la bomba a menor presión

Descarga: salida de líquido de la bomba a mayor presión

Cavitación: el líquido se convierte en vapor y provoca daños debido a que la presión es demasiado baja (en particular en el lado de aspiración)

Aunque la cavitación de aspiración es más habitual, la cavitación de descarga también puede ocurrir cuando una bomba funciona con caudales bajos o lejos de su punto de mayor eficiencia. Esto provoca la recirculación del líquido en el lado de descarga, lo que forma burbujas de vapor en las zonas de baja presión que se hunden y dañan los componentes. Ambos tipos de cavitación tienen síntomas similares, como ruido, vibración y erosión, pero requieren diferentes estrategias de prevención.

Mientras que la aspiración y la descarga describen cómo una bomba mueve el líquido, la cavitación describe lo que ocurre cuando las condiciones dentro de la bomba no son buenas.

Primeros indicios de la cavitación de bombas

Uno de los primeros indicios de la cavitación de bombas es un ruido inusual procedente de la bomba. Este ruido se describe a menudo como el sonido de gravilla traqueteando alrededor de la carcasa de la bomba o las tuberías. No obstante, es fácil pasar por alto esta señal clave en los entornos ruidosos de una fábrica.

Otras señales de alerta temprana son las siguientes:

• Vibraciones inusuales: la monitorización de vibraciones puede detectar cambios en la señal de vibración de una bomba y revelar cavitación.
• Fluctuaciones erráticas de presión: las lecturas erróneas del manómetro, especialmente en el lado de aspiración de la bomba, pueden indicar cavitación.
• Caudales reducidos: un rendimiento reducido de la bomba puede indicar que la cavitación está afectando al caudal de líquido o que ya ha dañado la bomba.

Cómo evitar la cavitación de bombas

La forma más sencilla de evitar la cavitación de bombas es diseñar el sistema de bombeo para que no se produzca en condiciones normales de funcionamiento. Esto requiere entender qué es la carga neta de aspiración positiva (NPSH) y tenerla en cuenta durante el proceso de diseño.

Hay dos componentes de la NPSH que deben tenerse en cuenta.

1. NPSHR (carga neta de aspiración positiva necesaria): es la presión mínima que la bomba necesita en su lado de aspiración para evitar la cavitación. Este número se indica en metros o pies y lo calcula el fabricante de la bomba.
2. NPSHA (carga neta de aspiración positiva disponible): este número debe calcularse durante el proceso de diseño del sistema. Tiene en cuenta la presión atmosférica, el nivel del líquido, la temperatura del líquido y el punto de ebullición del líquido.

Si la NPSHA es superior a la NPSHR, la bomba debería funcionar sin cavitación. Sin embargo, si la NPSHA es inferior a la NPSHR, la bomba no tiene suficiente presión para evitar que el líquido se convierta en vapor, lo que en última instancia provoca la cavitación.

Para evitar la cavitación de aspiración, asegúrese de que la carga neta de aspiración positiva disponible (NPSHA) supera la carga neta de aspiración positiva necesaria (NPSHR) en al menos 0,5-1,0 metros, según lo especificado por el fabricante de la bomba. Para evitar la cavitación de descarga, ponga en marcha la bomba cerca de su punto de mayor eficiencia (BEP) para evitar condiciones de caudal bajo que provoquen recirculación. El uso de una bomba del tamaño correcto o la instalación de variadores de frecuencia (VFD) puede ayudar a mantener unos caudales óptimos.

Cómo corregir la cavitación de bombas

Si ya se está produciendo cavitación, soluciónela lo antes posible para evitar daños. Los métodos de corrección varían en función de si se trata de cavitación de aspiración (causada por una baja presión de aspiración) o cavitación de descarga (causada por un bajo caudal o recirculación). Aquí tiene algunas soluciones que puede probar:

• Optimice las canalizaciones de aspiración: las canalizaciones de aspiración pequeñas, largas o complejas pueden restringir el caudal, lo que reduce la NPSHA. Utilice canalizaciones de mayor diámetro, acorte su longitud o reduzca las curvas para mejorar el caudal y evitar la cavitación de aspiración.
• Coloque la bomba o la fuente de líquido en una ubicación distinta: al colocar la bomba más cerca o por debajo de la fuente de líquido, se reduce la elevación de aspiración, lo que aumenta la NPSHA para reducir la cavitación de aspiración.
• Compruebe los filtros y coladores: los filtros o coladores obstruidos en el lado de aspiración pueden provocar que la bomba deje de funcionar, lo que provoca cavitación. Límpielos o cámbielos, y asegúrese de que el tamaño del filtro sea el adecuado para mantener el caudal.
• Compruebe las válvulas y los componentes: las válvulas parcialmente cerradas o el exceso de conexiones en el lado de aspiración pueden restringir el caudal. Asegúrese de que las válvulas están completamente abiertas y minimice los componentes innecesarios. En el caso de la cavitación de descarga, compruebe que las válvulas de descarga no están excesivamente estranguladas, ya que esto puede provocar recirculación.
• Monte una bomba auxiliar: una bomba auxiuliar puede aumentar la presión de aspiración, lo que aumenta la NPSHA para evitar la cavitación de aspiración, especialmente en sistemas con conductos de aspiración largos o cambios de elevación.
• Ajuste las condiciones de uso: en el caso de la cavitación de descarga, aumente los caudales para hacer que la bomba funcione más cerca de su punto de mayor eficiencia (BEP). Coloque VFD o ajuste las válvulas de descarga para mantener un caudal adecuado y evitar la recirculación.
• Sustituya la bomba: si sigue habiendo cavitación, sustituya la bomba por una más adecuada para el sistema. Para la cavitación de aspiración, seleccione una bomba con una NPSHR inferior. Para la cavitación de descarga, elija una bomba del tamaño correcto para los requisitos de caudal y altura del sistema.

Todas estas opciones pueden ser costosas y requerir mucho tiempo, pero evitar la cavitación de bombas prolongará en última instancia la vida útil de la bomba y mejorará la eficiencia general del sistema. Utilice herramientas de monitorización, como un monitor de vibraciones, para confirmar que se ha resuelto la cavitación.

Conclusiones sobre la cavitación de bombas

La cavitación de bombas es un problema costoso. Aumenta los costes de mantenimiento, daña los componentes y puede acortar la vida útil de las bombas. Pero también se puede prevenir. La monitorización de vibraciones combinada con los servicios de análisis de vibraciones puede ofrecer una señal de advertencia temprana de que se está produciendo cavitación, lo que le da tiempo para intervenir antes de que se produzcan daños costosos e irreversibles.