Cavitación y su importancia para el correcto lavado por ultrasonidos

La cavitación es el principio fundamental que sustenta la eficacia de las máquinas de limpieza por ultrasonidos. Este fenómeno físico permite la eliminación de contaminantes de superficies complejas de manera eficiente y precisa. En este artículo, exploraremos en profundidad qué es la cavitación, cómo se puede evaluar su eficacia, los factores que la afectan y responderemos a las preguntas más frecuentes sobre este proceso.
 

¿Qué es la Cavitación?

La cavitación es un fenómeno que ocurre en líquidos cuando se someten a cambios rápidos de presión, generando la formación y colapso de burbujas de vapor. En el contexto de la limpieza por ultrasonidos, la cavitación se induce mediante ondas sonoras de alta frecuencia que crean ciclos alternos de compresión y descompresión en el líquido de limpieza. Durante los ciclos de descompresión, se forman microburbujas que, al colapsar en los ciclos de compresión, liberan energía en forma de ondas de choque y calor. Esta liberación de energía produce microchorros que impactan en las superficies sumergidas, desprendiendo y eliminando contaminantes incluso en áreas de difícil acceso.
 

La Ciencia Detrás de la Cavitación

El proceso de cavitación en la limpieza por ultrasonidos se basa en principios físicos fundamentales:

• Generación de Ondas Sonoras: Los transductores convierten energía eléctrica en ondas sonoras de alta frecuencia, típicamente entre 20 kHz y 100 kHz.
• Formación de Microburbujas: Las ondas sonoras crean zonas de alta y baja presión en el líquido. En las zonas de baja presión, se forman microburbujas de vapor.
• Colapso de Burbujas: Durante las fases de alta presión, estas burbujas colapsan violentamente, generando microchorros y ondas de choque.
• Remoción de Contaminantes: La energía liberada durante el colapso de las burbujas desintegra y desprende los contaminantes adheridos a las superficies de los objetos sumergidos.

Este proceso es altamente efectivo para limpiar componentes con geometrías complejas, como agujeros ciegos, hendiduras y superficies rugosas, donde los métodos de limpieza tradicionales no pueden alcanzar.

Ver test de cavitación en directo 

¿Qué verás en el video?

En DCM Ultrasonic hicimos una prueba de cavitación para poder enseñaros a través de un método sencillo y eficaz, como saber si tu máquinas de limpieza por ultrasonidos tiene una correcta cavitación. Para este test se utilizó un pirex con muy poca cantidad de agua en su interior. En el video se puede apreciar como el agua se está atomizando y convirtiendo en gotas muy pequeñas de agua. 

Si este fenómeno ocurre, significa que tu máquina de ultrasonidos está cavitando correctamente y el baño está en condiciones para limpiar las piezas. Si el agua no atomiza en el interior del pirex, significa que la máquina no está cavitando. Otra forma de realizar este test, es meter una hoja de aluminio delgada dentro del pirex. Una cavitación adecuada producirá perforaciones y arrugas uniformes en toda la superficie de la lámina.

Cómo Realizar una Prueba de Cavitación

Para garantizar la eficacia de una máquina de limpieza por ultrasonidos, es esencial verificar regularmente el rendimiento de la cavitación. Existen varios métodos para evaluar este rendimiento:

1. Prueba de la Lámina de Aluminio
Este método sencillo permite visualizar la distribución y eficacia de la cavitación:

• Preparación: Corte una hoja de papel de aluminio delgada que cubra la superficie del tanque de limpieza.
• Inmersión: Sumerja la lámina en el líquido de limpieza, asegurándose de que esté completamente extendida y no toque las paredes del tanque.
• Activación: Encienda el equipo de ultrasonidos y déjelo funcionar durante aproximadamente un minuto.
• Inspección: Retire la lámina y obsérvela a contraluz. Una cavitación adecuada producirá perforaciones y arrugas uniformes en toda la superficie de la lámina.

Este método es útil para detectar áreas con cavitación insuficiente o puntos muertos en el tanque.

2. Indicadores Químicos
Los indicadores químicos están diseñados para cambiar de color en presencia de una cavitación efectiva:

• Colocación: Se introducen viales o tiras que contienen una solución reactiva en el tanque de limpieza.
• Proceso: Al activar el equipo, la cavitación provoca una reacción química que cambia el color de la solución.
• Evaluación: Un cambio de color uniforme indica una cavitación adecuada en todo el tanque.

Estos indicadores proporcionan una evaluación cuantitativa y son especialmente útiles para protocolos de limpieza estandarizados.

3. Dispositivos de Medición Electrónica
Existen equipos especializados que miden parámetros como la intensidad acústica y la distribución de la cavitación:

• Sensores: Se colocan sensores en diferentes puntos del tanque para medir la intensidad de las ondas ultrasónicas.
• Análisis de Datos: Los datos recopilados se analizan para identificar variaciones en la cavitación y ajustar los parámetros del equipo según sea necesario.

Estos dispositivos ofrecen una evaluación precisa y detallada del rendimiento de la cavitación.

Factores que Afectan la Cavitación

La eficacia de la cavitación puede verse influenciada por diversos factores:

1. Frecuencia de los Ultrasonidos

• Frecuencias Bajas (20-40 kHz): Generan burbujas más grandes y una limpieza más agresiva, adecuada para contaminantes pesados.
• Frecuencias Altas (40-100 kHz): Producen burbujas más pequeñas, ideales para limpiar componentes delicados sin dañarlos.

2. Temperatura del Líquido

• Temperaturas Óptimas: Generalmente entre 50°C y 70°C, ya que el aumento de la temperatura reduce la viscosidad del líquido y mejora la formación de burbujas.
• Precauciones: Temperaturas demasiado altas pueden provocar la evaporación del líquido y reducir la eficacia de la cavitación.

3. Composición del Líquido de Limpieza

• Aditivos: El uso de detergentes específicos puede mejorar la eficacia de la cavitación al reducir la tensión superficial del líquido.
• Concentración: Es crucial mantener la concentración adecuada de aditivos para evitar la formación excesiva de espuma o la reducción de la cavitación.

4. Diseño del Tanque y Colocación de las Piezas

• Geometría del Tanque: Un diseño adecuado asegura una distribución uniforme de las ondas ultrasónicas.
• Posicionamiento de las Piezas: Las piezas no deben tocar las paredes del tanque y deben estar separadas entre sí para permitir una limpieza uniforme.

 

Preguntas Frecuentes sobre la Cavitación

A continuación, se presentan respuestas a las preguntas más comunes relacionadas con la cavitación en la limpieza por ultrasonidos:

¿Qué tipos de contaminantes se pueden eliminar mediante cavitación?
La cavitación es efectiva para eliminar aceites, grasas, óxidos, residuos de pulido, partículas de polvo y otros contaminantes adheridos a superficies sólidas.

¿Es segura la limpieza por ultrasonidos para componentes electrónicos?
Sí, siempre que se utilicen frecuencias adecuadas y se evite la inmersión de componentes sensibles al agua. Es recomendable consultar las especificaciones del fabricante antes de proceder.

¿Con qué frecuencia debo realizar pruebas de cavitación en mi equipo?
Se recomienda realizar pruebas de cavitación al menos una vez por semana para garantizar un rendimiento óptimo del equipo.

¿Puedo utilizar agua del grifo en mi tanque de ultrasonidos?
Aunque es posible, el uso de agua desionizada o destilada con aditivos específicos mejora la eficacia de la limpieza y previene la formación de depósitos

En DCM Ultrasonic realizamos mantenimiento y asistencia técnica para todo tipo de marcas y modelos de máquinas de limpieza por ultrasonidos, si necesitas nuestros servicios de reparación y mantenimiento, ponte en contacto con nosotros.