Un ruido inusual en la bomba, aceite hidráulico espumoso, presión inestable y movimientos bruscos del actuador suelen ser indicios de que se están produciendo problemas relacionados con la presencia de aire en el interior de un sistema hidráulico. Dos de los problemas más habituales son cavitación y aireación.
Aunque los síntomas pueden parecer similares en ocasiones, la cavitación y la aireación no son el mismo tipo de avería.
La cavitación se produce cuando el aceite hidráulico no consigue llenar adecuadamente la entrada de la bomba, lo que provoca que la presión local descienda lo suficiente como para que se formen burbujas de vapor. Cuando estas burbujas se desplazan hacia una zona de mayor presión, se colapsan rápidamente y pueden dañar las superficies de la bomba.
La aireación se produce cuando el aire exterior entra en el aceite hidráulico y queda arrastrado por el fluido. El aire circula por el sistema en forma de burbujas, lo que afecta a la estabilidad de la presión, a la lubricación y a la respuesta de los actuadores.
Es importante identificar correctamente cuál es el problema, ya que las causas y las medidas correctivas son diferentes.
Cavitación frente a aireación en un sistema hidráulico
La forma más fácil de entender la diferencia es fijarse en el origen de las burbujas.
En la cavitación se forman burbujas dentro del líquido hidráulico porque la presión en la entrada de la bomba desciende demasiado. El aceite se vaporiza parcialmente y se forman cavidades de vapor. Estas cavidades colapsan cuando llegan a zonas de mayor presión en el interior de la bomba.
En la aireación, las burbujas proceden de el aire exterior que entra en el circuito hidráulico, normalmente a través del lado de succión de la bomba, un nivel bajo en el depósito o un retorno de aceite mal controlado.
| Condición | Cavitación | Aireación |
|---|---|---|
| Fuente de burbujas | Vapor de aceite provocado por una presión de entrada baja | Entrada de aire exterior en el aceite hidráulico |
| Ubicación habitual | Entrada de la bomba | Tubo de aspiración, depósito, conexiones |
| Sonido típico | Un golpeteo seco o un ruido similar al de la grava | Ruidos chirriantes, traqueteos o ruidos irregulares |
| Aspecto del aceite | Puede que no siempre tenga aspecto espumoso | A menudo espumoso o turbio |
| Riesgo principal | Erosión de la bomba y daños en la superficie | Mala lubricación, movimiento inestable y calor |
Ambas situaciones pueden reducir el rendimiento del sistema hidráulico y deben subsanarse antes de que se produzcan daños a largo plazo en los componentes.
¿Qué provoca la cavitación en los sistemas hidráulicos?
La cavitación en una bomba hidráulica suele producirse cuando la bomba intenta aspirar más aceite del que puede suministrar el lado de entrada.
Succión restringida de la bomba
Un filtro de succión obstruido, una manguera de succión de diámetro insuficiente, una manguera colapsada o un racor que limite el paso pueden reducir el caudal de aceite hacia la bomba. A medida que la bomba sigue girando, la presión de entrada desciende y pueden empezar a formarse cavidades de vapor.
Por lo tanto, las tuberías de aspiración deben dimensionarse de manera que proporcionen un recorrido de flujo de baja resistencia entre el depósito y la bomba.
Aceite hidráulico con viscosidad excesiva
El aceite hidráulico frío puede volverse mucho más espeso de lo normal. Si la bomba arranca a alta velocidad antes de que el aceite alcance una viscosidad adecuada, es posible que la tubería de succión no suministre líquido con la rapidez suficiente.
Esta es una de las razones por las que los sistemas hidráulicos que funcionan en entornos fríos pueden requerir la elección de un aceite adecuado, procedimientos de calentamiento u otras medidas de control de la temperatura.
Nivel bajo de aceite en el depósito
Si el nivel de aceite del depósito es demasiado bajo, es posible que la entrada de la bomba no reciba un suministro continuo de aceite hidráulico. Esto puede provocar tanto cavitación como aireación, dependiendo de las condiciones concretas.
El nivel de aceite debe comprobarse con el cilindro en la posición correcta, ya que el volumen de aceite del sistema puede variar a medida que los cilindros hidráulicos se extienden y se retraen.
Velocidad excesiva de la bomba
Una bomba que funcione a una velocidad superior a la prevista puede necesitar un caudal de entrada mayor del que puede proporcionar el circuito de succión. Incluso una manguera de succión del tamaño adecuado puede resultar insuficiente si la velocidad de la bomba aumenta de forma significativa.
Por lo tanto, la velocidad de la bomba, el caudal y las condiciones de entrada deben evaluarse conjuntamente.
¿Qué provoca la aireación en los sistemas hidráulicos?
La aireación se produce cuando se introduce aire exterior en el líquido hidráulico.
Una de las causas más habituales es una fuga en el lado de succión de la bomba. Dado que la línea de succión funciona a una presión inferior a la atmosférica, una manguera mal ajustada o dañada puede aspirar aire hacia el interior sin que se produzca una fuga de aceite hidráulico hacia el exterior. Esto hace que las fugas de aire en el lado de succión sean más difíciles de detectar que las fugas externas normales de aceite.
Un nivel bajo de aceite en el depósito también puede provocar que la entrada de la bomba aspire aire. Además, el aceite de retorno que entra en el depósito por encima del nivel del líquido o demasiado cerca de la succión de la bomba puede generar turbulencias y hacer que se mezcle aire con el aceite hidráulico.
Otra posible causa es un purgado deficiente del sistema tras el mantenimiento. El aire atrapado en los cilindros, las mangueras o los colectores puede permanecer en el circuito y provocar un movimiento inestable hasta que se elimine correctamente.
Síntomas habituales de la cavitación y la aireación
La cavitación y la aireación suelen afectar en primer lugar a la bomba hidráulica, pero sus efectos pueden manifestarse en todo el sistema.
Una bomba hidráulica afectada por la cavitación puede producir un ruido seco, un traqueteo o un sonido similar al de la grava. Con el paso del tiempo, el colapso de las burbujas de vapor puede erosionar las superficies metálicas del interior de la bomba.
La entrada de aire suele provocar un chirrido o un ruido irregular en la bomba, además de que el aceite del depósito se vea turbio o con espuma. Dado que el aire es compresible, el sistema hidráulico también puede parecer menos sensible.
Otros síntomas pueden ser una presión inestable, una respuesta lenta del actuador, un movimiento entrecortado del cilindro, una reducción de la fuerza hidráulica, un aumento de la temperatura del aceite y un rendimiento irregular de la máquina.
No se debe utilizar únicamente el ruido para identificar el problema. El desgaste de la bomba, las vibraciones mecánicas y el funcionamiento de la válvula de alivio pueden generar sonidos similares, por lo que también se debe comprobar el estado del aceite y las condiciones de la entrada.
Cómo diagnosticar la cavitación y la aireación paso a paso
Una inspección estructurada puede ayudar a determinar si el sistema hidráulico presenta cavitación, aireación u otro problema.
Paso 1: Comprobar el nivel y el aspecto del aceite hidráulico
Empieza por comprobar el nivel de aceite del depósito en las condiciones de funcionamiento adecuadas. Si el nivel es bajo, comprueba si el sistema presenta una fuga externa o si el depósito se ha llenado incorrectamente.
Comprueba también el aspecto del aceite. La presencia de espuma persistente o un aspecto turbio pueden indicar que hay aire mezclado con el líquido.
Paso 2: Revisar la tubería de aspiración de la bomba
Comprueba todo el circuito entre el depósito y la bomba hidráulica. Fíjate si hay racores sueltos, mangueras agrietadas, juntas dañadas, mangueras aplastadas o obstrucciones excesivas.
Presta especial atención a las conexiones del lado de succión. Es posible que un racor aspire aire sin que se aprecie una fuga de aceite evidente.
Paso 3: Comprobar los filtros y los coladores
Un filtro de succión obstruido o un filtro muy sucio puede limitar el caudal de entrada de la bomba. Compruebe el estado del filtro y compare cualquier indicación de presión o vacío con el rango de funcionamiento aceptable establecido por el fabricante.
Cambiar un filtro sin identificar el origen de la contaminación puede que solo resuelva el problema de forma temporal.
Paso 4: Comprobar la temperatura y la viscosidad del aceite
Si el problema se produce principalmente durante el arranque en frío, es posible que el aceite hidráulico sea demasiado viscoso para las condiciones de la entrada de la bomba. Si el problema aparece tras un funcionamiento prolongado, es posible que una temperatura excesiva haya alterado la viscosidad del aceite y las características de fuga del sistema.
Por lo tanto, el aceite hidráulico seleccionado debe ser adecuado para el rango de temperaturas de funcionamiento previsto.
Paso 5: Comprobar la velocidad de la bomba y el diseño del sistema
Comprueba que la bomba funcione dentro del rango de velocidad recomendado y que la tubería de aspiración tenga el diámetro adecuado. Si la bomba se ha sustituido recientemente por un modelo de mayor cilindrada o funciona a una velocidad superior a la anterior, es posible que el circuito de entrada actual ya no sea adecuado.
Una secuencia útil para la resolución de problemas es la siguiente:
Nivel de aceite → Aspecto del aceite → Tubería de succión → Filtros → Viscosidad del aceite → Velocidad de la bomba → Diseño del sistema
Cómo prevenir la cavitación y la aireación
Prevenir estos problemas suele ser más fácil que reparar una bomba hidráulica averiada.
El circuito de aspiración debe diseñarse con un diámetro de manguera adecuado, con el mínimo de obstrucciones innecesarias y con conexiones debidamente selladas. La bomba debe contar con un suministro de aceite fiable en todas las condiciones normales de funcionamiento.
El diseño del depósito también es importante. El aceite de retorno debe entrar en el depósito de tal forma que se reduzcan las turbulencias y el aire arrastrado tenga tiempo suficiente para separarse antes de que el aceite vuelva a llegar a la entrada de la bomba.
El aceite hidráulico debe seleccionarse en función de la temperatura de funcionamiento, los requisitos de la bomba y el entorno en el que se utilice el equipo. Los filtros y tamices deben someterse a mantenimiento a intervalos adecuados, en lugar de dejar que se obstruyan gravemente.
Tras realizar tareas de mantenimiento o sustituir algún componente, también se debe llenar y purgar adecuadamente el circuito hidráulico, de acuerdo con el diseño del sistema.
Errores habituales al diagnosticar el ruido de una bomba hidráulica
Un error habitual es dar por sentado que cualquier bomba hidráulica ruidosa está sufriendo cavitación. La aireación, el desgaste de la bomba, los problemas en los cojinetes y las vibraciones mecánicas pueden provocar síntomas similares.
Otro error es sustituir la bomba antes de comprobar el circuito de succión. Una bomba nueva instalada en la misma tubería de succión obstruida o con fugas puede presentar rápidamente el mismo problema.
También es importante no pasar por alto la presencia de aceite espumoso. La contaminación por aire afecta a la lubricación y puede contribuir a la oxidación, a la generación de calor y a una conducción inestable, incluso si la máquina sigue en funcionamiento.
Lo más recomendable es comprobar el estado completo de la entrada y del depósito antes de concluir que la bomba ha fallado.
Conclusión: Proteger el sistema hidráulico contra la cavitación y la aireación
Tanto la cavitación como la aireación son problemas hidráulicos relacionados con el aire, pero se producen por motivos distintos.
Cavitación se debe principalmente a un suministro insuficiente de aceite y a una presión baja en la entrada de la bomba, mientras que aireación se produce cuando entra aire del exterior y se mezcla con el líquido hidráulico.
Las tuberías de aspiración obstruidas, los filtros atascados, la alta viscosidad del aceite, el nivel bajo del depósito y una velocidad excesiva de la bomba pueden contribuir a la cavitación. Las conexiones de aspiración sueltas, las mangueras dañadas, un diseño deficiente del depósito y un purgado incompleto son causas habituales de aireación.
Cuando aparezcan síntomas como ruido en la bomba, aceite espumoso, presión inestable o movimientos bruscos del actuador, se debe inspeccionar el sistema hidráulico de forma sistemática, en lugar de sustituir la bomba de inmediato.
Un diseño adecuado del sistema de aspiración, un aceite hidráulico adecuado, unas condiciones óptimas del depósito y un mantenimiento periódico pueden reducir significativamente el riesgo tanto de cavitación como de aireación.
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