Factores que determinan la potencia y velocidad máxima de corte
Una vez conocido el mecanismo físico del sistema de corte por chorro de agua así como los elementos que lo componen, estamos en condiciones de elegir los elementos que hagan que nuestro sistema de corte se adapte lo mejor posible a nuestras necesidades.
La máxima velocidad con la que podamos cortar un material depende de la capacidad de erosión que tenga nuestro chorro abrasivo. Este poder de erosión depende a su vez de la energía cinética del chorro de agua y del de abrasivo que transporta.
En el capítulo 1 demostramos que la energía cinética del chorro de agua depende directamente del caudal del chorro, y éste depende exclusivamente de la presión de trabajo y del diámetro del orificio. Por tanto, podemos afirmar que el poder de abrasión del chorro abrasivo y por tanto la máxima velocidad de corte de un material dependen únicamente de tres factores:
– Diámetro del orificio
– Presión del agua
– Tipo y cantidad de abrasivo
1. Diámetro del orificio
El tamaño del orificio es la variable principal a la hora de determinar la capacidad de corte de un sistema. Cuanto mayor sea, mayor poder de corte tendremos, pero necesitaremos mayor potencia de bomba y por tanto el coste económico de nuestro sistema será mayor. Además, el máximo de potencia de las bombas comerciales es de 100CV, y si queremos usar dos cabezales de corte, la máxima potencia por cabezal es de 50 CV, lo cual nos limita la abertura del orificio.
2. Presión del agua
Respecto a la presión de trabajo, cuanta mayor sea, mejor, pero el estado actual de la técnica limita la presión a 4.100 bares. Se están haciendo pruebas de laboratorio con bombas que trabajan a presiones superiores, pero aún no se ha conseguido que funcionen con fiabilidad.
También existen bombas comerciales a 3.800 bares, que aunque tienen prestaciones menores, son más económicas y los consumibles (sellos de alta presión, válvulas antirretorno, etc.) duran más tiempo.
3. Tipo y cantidad de abrasivo
Respecto a la cantidad de abrasivo cuanto más usemos, en principio mayor capacidad de corte tendremos, pero será económicamente mas caro. Además hay un límite a partir del cual aumentos de cantidad de abrasivo no implican aumentos de capacidad de corte. En la práctica los fabricantes nos recomiendan una cantidad óptima de abrasivo en gramos por minuto para cada combinación orificio/tubo de mezcla que normalmente está situada entre 250 y 500 gramos. Los fabricantes obtienen experimentalmente estas cantidades óptimas y los usuarios respetan dicha cantidad dentro de un estrecho margen, y por tanto la cantidad de abrasivo es una variable secundaria a la hora de determinar la capacidad de corte de nuestro sistema.
En la tabla 1 se pueden observar velocidades orientativas de corte de diversos materiales en función de diversas combinaciones orificio / tubo de mezcla y para dos determinadas presiones y cantidades de abrasivo.
Tabla 1 (Cortesía de KMT)
