INFLUENCIA DEL % GLICOLES Y OTRAS CONDICIONES DE OPERACIÓN
El daño de las bombas de agua debido al uso de refrigerantes inadecuados, trae como consecuencia gastos de mantenimiento innecesarios para nuestros clientes y además muchas veces desencadenan un trabajo engorroso para el personal del taller, sobre todo por la dificultad de acceso. Es por lo tanto imprescindible el uso de refrigerantes con porcentajes adecuados de glicoles en nuestro taller de servicio, que eviten daños por cavitación, pero sobre todo es vital la sugerencia y concientización de esto a nuestros clientes.
Entender las razones por las cuales el uso de un refrigerante inadecuado puede desencadenar daños por cavitación en la bomba de agua del sistema refrigeración, incluso a bajas temperaturas del refrigerante, constituye una Fortaleza Técnica que debe estar presente y ser conocida por nuestro personal técnico, por lo que a continuación se comparten ciertos criterios:
¿Qué es la Cavitación?
Un concepto esencial, que debe estar previamente claro, es por qué hierve o ebulle un líquido. Tomando como ejemplo el hacer hervir agua, en primera instancia se tendrá un proceso de calentamiento, el cual implicará dar energía a las moléculas de agua existentes. Las moléculas de un líquido poseen una presión interna desde su interior hacia afuera, denominada presión de vapor. Con el calentamiento las moléculas reciben energía y la presión interna, es decir la presión de vapor empieza a incrementarse paulatinamente.
Un líquido empieza a hervir y pasa de un estado líquido a gaseoso cuando la presión de vapor es igual a la presión atmosférica o la total ejercida sobre él. En nuestro ejemplo el agua hervirá cuando conforme se caliente, su presión de vapor alcance la presión atmosférica.
A través de este ejemplo puede visualizarse que cualquier líquido empezará a formar burbujas cuando por diversas circunstancias la presión de vapor se iguale a la presión ejercida sobre él.
En el caso del sistema de refrigeración de un auto, la formación de burbujas en el refrigerante podría presentarse en las zonas donde se tengan menores presiones, es decir donde se produzcan caídas de presión y en donde la presión de vapor del líquido puede igualarlas y por ende pasar al estado gaseoso.
Los daños por cavitación están dados porque una vez que se forman estas burbujas, posteriormente debido al flujo existente, se transportan hacia otras zonas que tienen mayor presión, dándose como resultado un aplastamiento de aquellas burbujas. Como resultado de este colapso, se producen ondas y chorros de alta presión que al chocar contra las paredes de elementos circundantes, causan erosión, desgaste y posteriormente corrosión.
¿Por qué se produce la cavitación en las bombas?
Las bombas de agua son un elemento propicio en el cual se puede presentar cavitación y esto se produce básicamente porque se genera una caída de presión entre la succión de la bomba y su salida, teniéndose bajas presiones a la entrada de la misma.
¿Cuál es la Influencia de la velocidad de la bomba?
La velocidad de la bomba de agua es normalmente proporcional a la velocidad del motor, por otro lado una mayor velocidad produce una mayor caída de presión, por lo cual existirá mayor probabilidad de que se produzca cavitación a mayores velocidades.
¿Cómo Influye la temperatura del refrigerante?
Una mayor temperatura en el refrigerante implica que las moléculas poseen una mayor energía interna y por lo tanto una mayor presión de vapor, sin embargo el incremento de temperatura hace que la presión del sistema se incremente, por lo cual las moléculas están sometidas a una mayor presión total sobre ellas. El incremento de la presión del sistema compensa al incremento de la presión de vapor, de tal forma que incluso a mayores temperaturas puede disminuir la probabilidad de cavitación en la bomba.
A temperaturas no tan elevadas se ha demostrado que existe mayor probabilidad de cavitación en las bombas de agua, debido a que la presión total del sistema no es elevada, pudiendo ser menor que la presión de vapor en la succión de la bomba. Este régimen de temperaturas puede tenerse cuando durante el proceso, el refrigerante no alcanza la temperatura que el termostato requiere para ser aperturado.
Efecto de la Cavitación en el flujo de Refrigerante
Una vez conocidos los efectos negativos de la cavitación, los fabricantes de cualquier bomba, por diseño entregan lo que se conoce como el NPSH REQUERIDA (Net Positive Suction Head) o altura neta positiva de aspiración mínima, que debe tenerse para que no se presente la cavitación. La NPSH DISPONIBLE en cambio es la altura de succión con la que cuenta el sistema y depende de la presión existente, presión de vapor, calor específico, coeficiente de fricción, caídas de presión, gravedad y velocidad del flujo.
Hay que comprender que una vez que se generan burbujas, éstas ocupan espacio en el sistema y provocan una disminución en el flujo de refrigerante que circula por el sistema, lo cual le quita eficiencia a la bomba y problemas de transferencia de calor.
Efecto del contenido de glicoles en la presión de vapor
La presión de vapor de la solución refrigerante disminuye conforme se tenga mayor concentración de glicol. La presión de vapor entra en la ecuación requerida para calcular la NPSH y al tenerse valores menores de presión de vapor (Pv), la probabilidad de cavitación disminuye.
A través de estos criterios puede concluirse que la probabilidad de cavitación va a incrementarse cuando se tengan bajas concentraciones de glicol y velocidades altas en la bomba. Además temperaturas no tan altas de la solución refrigerante pueden hacer que la presión del sistema no sea muy elevada, elevando por lo tanto la probabilidad de cavitación.
La sugerencia para que nuestros clientes utilicen refrigerantes adecuados, con porcentajes considerables de glicol entre el 30% y 50%, tiene por objetivo el cuidado de su economía al evitar gastos innecesarios de mantenimiento, la reducción tiempos de trabajo engorrosos y el cuidado de la reputación de nuestro taller de servicio.
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