Cavitação em bomba de polpa: como diagnosticar e corrigir no campo

Publicado em 10 de agosto de 2026 · Coolair Group Engineering · 11 min de leitura

Cavitação é o diagnóstico que a manutenção mais dá e menos confirma. Toda bomba barulhenta vira suspeita de cavitação, e quase sempre a resposta é trocar o rotor. Três meses depois o rotor novo está no mesmo estado e ninguém tocou na causa.

A cavitação tem assinatura própria. Dá para reconhecê-la com o ouvido, com um manômetro comum e com uma inspeção do rotor desmontado. E dá para calcular o NPSH disponível numa folha de papel, sem software de simulação. Este texto mostra como fazer as duas coisas e o que corrigir depois, com números que vimos em usinas de ferro, ouro e bauxita no Brasil.

1. O que acontece dentro da bomba

Quando a polpa entra no olho do rotor, a velocidade sobe e a pressão local cai. Se essa pressão chegar à pressão de vapor do líquido na temperatura de operação, a água ferve ali dentro, à temperatura ambiente. Formam-se bolhas de vapor no meio da polpa.

As bolhas seguem com o fluxo até a região das pás, onde a pressão volta a subir. Aí elas colapsam. O colapso não é suave: cada bolha implode contra a superfície do metal e gera um micro jato com pressão local que passa de 1 000 MPa em uma área de poucos micrômetros. Milhões de implosões por minuto arrancam material.

Em polpa mineral o efeito é pior que em água limpa por dois motivos. Os sólidos em suspensão servem de núcleo para a formação de bolhas, então a cavitação começa com margem de pressão maior. E o material já enfraquecido pela abrasão cede mais rápido ao impacto das implosões. Os dois mecanismos se somam.

2. Três sinais de campo

O primeiro sinal é sonoro. Uma bomba de polpa saudável tem ruído grave e constante. Cavitando, o som vira um chiado agudo e irregular, descrito por quase todo operador como pedras ou cascalho batendo dentro da carcaça. É um ruído que varia de intensidade em ciclos de segundos.

O segundo é o manômetro de recalque. Com a bomba normal a agulha fica estável, oscilando pouco. Cavitando, a agulha varre uma faixa larga de forma errática. Se a planta tem medidor de vazão, o mesmo padrão aparece na leitura de vazão.

O terceiro é a vibração. A cavitação gera vibração de banda larga em alta frequência, acima de 2 kHz, diferente do desbalanceamento, que aparece concentrado na frequência de rotação. Um analisador simples separa os dois casos. Sem analisador, a mão no mancal sente uma trepidação áspera em vez do balanço regular do desbalanceamento.

Um cuidado: recirculação em vazão baixa produz ruído parecido e é confundida com cavitação com frequência. A diferença está no ponto de operação. Se a bomba trabalha abaixo de 50 por cento da vazão de melhor eficiência, suspeite de recirculação primeiro.

3. Como ler o desgaste do rotor

O rotor desmontado conta a história inteira. O desgaste abrasivo comum aparece na ponta das pás e no diâmetro externo, com superfície lisa e polida, como se tivesse sido lixado. É simétrico e progressivo.

O desgaste por cavitação aparece na face de sucção das pás, na região próxima ao olho, onde a pressão é mínima. A textura é o contrário: crateras profundas de bordas vivas, aspecto de esponja ou de metal roído. Em alto cromo A05 aparecem também trincas radiais partindo das crateras.

A localização é o dado decisivo. Rotor comido perto do olho e íntegro nas pontas indica cavitação. Rotor gasto nas pontas e íntegro no olho indica abrasão normal. Os dois padrões juntos indicam bomba cavitando há muito tempo em serviço abrasivo, situação comum em alimentação de ciclones mal dimensionada.

Vale registrar com foto e data a cada desmontagem. A evolução do padrão ao longo de três trocas diz mais que qualquer medição pontual.

4. Calcular o NPSH disponível

O cálculo cabe numa folha de papel e usa quatro parcelas. O NPSH disponível é a pressão atmosférica local convertida em metros de coluna de água, mais a altura de líquido acima do eixo da bomba, menos as perdas de carga na linha de sucção, menos a pressão de vapor da água na temperatura de operação.

Um exemplo real de usina de ferro em Minas Gerais, a 900 m de altitude: 9,3 m de atmosférica, mais 2,0 m de coluna no tanque, menos 1,8 m de perdas, menos 0,32 m de vapor, resulta em 9,18 m de NPSH disponível. Se o catálogo da bomba pede 6,5 m no ponto de operação, a margem é de 2,68 m e está confortável.

Agora baixe o nível do tanque em 1,5 m e feche parcialmente uma válvula de sucção que adiciona 2 m de perda. O disponível cai para 5,68 m, abaixo do requerido, e a bomba cavita. Foi exatamente assim que apareceram os dois casos que mais vimos: nível de tanque operando no mínimo e válvula de sucção estrangulada.

A margem de projeto recomendada é de no mínimo 1 m acima do requerido, e de 1,5 m em polpa com sólidos acima de 50 por cento em peso.

5. As cinco causas mais comuns

Nível baixo no tanque de alimentação. É a causa número um. O operador reduz o nível para ganhar volume de amortecimento e derruba a coluna de sucção sem perceber. Aparece em turno específico e some no seguinte, o que confunde o diagnóstico.

Válvula de sucção parcialmente fechada. Nunca deveria acontecer e acontece toda semana. Uma válvula gaveta a 60 por cento de abertura adiciona vários metros de perda.

Tubulação de sucção mal projetada. Curvas próximas demais do flange, reduções concêntricas em vez de excêntricas, trecho reto insuficiente. A regra prática pede pelo menos cinco diâmetros de trecho reto antes da bomba.

Entrada de ar no cavalete de sucção. Vórtice no tanque por submergência insuficiente, ou junta com vazamento no lado de sucção. O ar entra, se comporta como bolha de vapor e produz o mesmo padrão de dano.

Bomba sobredimensionada operando à direita da curva. Quanto maior a vazão, maior o NPSH requerido. Uma bomba grande demais empurrada para o extremo direito da curva cavita mesmo com sucção correta.

6. Correções por ordem de custo

Comece pelo mais barato. Subir o nível mínimo de operação do tanque em 1 a 2 m custa apenas uma mudança de setpoint e resolve boa parte dos casos. Abrir a válvula de sucção por completo custa cinco minutos.

Reduzir a rotação vem em seguida. O NPSH requerido cai com o quadrado da rotação: 10 por cento a menos de rotação derruba o requerido em cerca de 19 por cento. Com inversor é uma mudança de parâmetro; com polias é uma troca de polia motora. Só funciona se houver folga de vazão no processo.

Corrigir a tubulação de sucção custa mais e resolve de forma definitiva. Trocar reduções concêntricas por excêntricas com o lado reto para cima, afastar as curvas do flange e aumentar um diâmetro na linha reduzem as perdas de forma sensível.

Trocar para rotor de olho maior, quando o fabricante oferece a opção, baixa a velocidade de entrada e o requerido. É uma peça de custo médio e resolve casos limítrofes.

Por último, mudar a bomba de lugar. Baixar a bomba em relação ao tanque acrescenta coluna direta. É obra civil e só se justifica quando o resto falhou.

7. Particularidades das usinas brasileiras

Em Carajás, no Pará, as usinas ficam perto do nível do mar e a atmosférica trabalha a favor. O problema local é outro: polpa de itabirito com temperatura elevada no circuito fechado, o que eleva a pressão de vapor e come margem. Nos meses de calor, casos de cavitação sazonal aparecem sem que nada tenha mudado na operação.

No Quadrilátero Ferrífero, em Minas Gerais, a altitude entre 700 e 1 200 m já custa cerca de 1 m de NPSH em comparação com o litoral. Projetos copiados de usinas litorâneas chegam ao campo com margem menor que a de papel.

Em Alunorte e nas operações de bauxita do Pará, a polpa quente do circuito de digestão é o fator crítico. Acima de 60 graus a pressão de vapor passa de 2 m e a margem some rápido.

Na região de Paracatu e nas operações de ouro de Goiás, a variação sazonal de nível dos tanques na estação seca é o gatilho mais comum. A cavitação aparece em julho e some em novembro.

8. O que não funciona

Trocar o material do rotor não corrige cavitação. Alto cromo A05 dura mais que borracha sob implosão, mas os dois cedem. A borracha descola do inserto metálico; o alto cromo trinca. Trocar material compra meses e adia o diagnóstico.

Estrangular a válvula de recalque para reduzir vazão funciona em parte e cobra caro em energia. Empurra o ponto de operação para a esquerda, o que reduz o requerido, mas consome potência em perda de carga pura e aproxima a bomba da zona de recirculação.

Aumentar a rotação para vencer o ruído é o pior movimento possível e ainda assim aparece. Rotação maior eleva o NPSH requerido e piora tudo.

Instalar um rotor de diâmetro maior também não ajuda: o problema está na entrada, não na saída. Diâmetro externo maior aumenta a altura entregue sem mudar a condição de sucção.

9. Perguntas frequentes