Análisis del fenómeno de cavitación de una bomba centrifuga utilizando régimen de giro variable para cuantificar el Coeficiente de Thoma

Abstract

El presente trabajo de grado tiene como objetivo analizar el fenómeno de cavitación en una bomba centrífuga mediante la implementación de un banco experimental con régimen de giro variable, con el fin de cuantificar el coeficiente de Thoma (NPSH) en función de la velocidad angular.

Para ello, se diseñó y construyó un prototipo que permite regular el flujo volumétrico y simular diferentes condiciones de operación típicas de sistemas hidráulicos industriales. El sistema incluye una bomba centrífuga, sensores de presión, caudalímetro, variador de frecuencia y manómetros, conectados a un circuito cerrado que permite la observación directa de los efectos de la cavitación.

Durante el desarrollo del proyecto se realizaron pruebas experimentales variando parámetros como la velocidad del motor, lo que conlleva una variación también en la presión de entrada y el caudal, registrando los datos necesarios para calcular el coeficiente de Thoma en distintas condiciones. Los resultados evidenciaron una clara relación entre la disminución de presión en la entrada de la bomba y la aparición del fenómeno de cavitación, así como la efectividad del uso del variador de frecuencia para mitigar sus efectos.

Con base en el análisis de datos, se establecieron rangos óptimos de operación que permiten reducir el impacto de la cavitación en bombas centrífugas. El proyecto no solo representa un aporte académico significativo, al permitir la formación práctica en temas de mecánica de fluidos y máquinas hidráulicas, sino que también ofrece una solución viable para la industria al disminuir costos por mantenimiento y mejorar la eficiencia energética.