Cavitacion

Cavitación:

– Cuando la hélice supera la “velocidad crítica de rotación” se producen presiones extremadamente bajas en el dorso de la pala.

– Como el agua no es capaz de seguir a la pala, se producen cavidades de baja presión, una suerte de “ebullición”.

– Los efectos son perniciosos:

 Erosión

 Vibración y ruido

 Pérdida de eficiencia

– De acuerdo con las leyes físicas, un alta velocidad de agua equivale a una baja presión, y con una presión muy baja se alcanza un punto en que el agua entra en ebullición a la temperatura normal del agua de mar ( formación de burbujas de vapor). Este tipo de “ ebullición fría” se denomina Cavitación, debido a las cavidades, es decir burbujas que se forman en le agua.

– Esta burbujas contienen principalmente vapor de agua, la cavitación es un fenómeno muy corriente en las hélices de los buques, y se produce en el flujo alrededor de las palas, especialmente en aquellas zonas de la hélice situadas detrás del codaste o arbotante, donde la acción sobre las palas es mayor.

– Cuando las burbujas son impulsadas por el flujo del agua a la zona de las palas de la hélice con una mayor presión, estas se rompen bruscamente. Produciendo sobre las palas de las hélice daños ya que los golpes son semejante a golpes dados por elementos metálicos, lo que se dan en forma normal a intervalos irregulares.

Introducción

El proceso físico de la cavitación es casi exactamente igual que el que ocurre durante la ebullición. La mayor diferencia entre ambos consiste en cómo se efectúa el cambio de fase. La ebullición eleva la presión de vapor del líquido por encima de la presiónambiente local para producir el cambio a fase gaseosa, mientras que la cavitación es causada por una caída de la presión local por debajo de la presión de vapor.

Para que la cavitación se produzca, las "burbujas" necesitan una superficie donde nuclearse. Esta superficie puede ser la pared de un contenedor o depósito, impurezas del líquido o cualquier otra irregularidad.

El factor determinante en la cavitación es la temperatura del líquido. Al variar la temperatura del líquido varía también la presión de vapor de forma importante, haciendo más fácil o difícil que para una presión local ambiente dada la presión de vapor caiga a un valor que provoque cavitación.

Problemas

La cavitación es, en la mayoría de los casos, un suceso indeseable. En dispositivos como hélices y bombas, la cavitación puede causar muchoruido, daño en los componentes y una pérdida de rendimiento.

Este fenómeno es muy estudiado en ingeniería naval durante el diseño de todo tipo de barcos debido a que acorta la vida útil de algunas partes tales como las hélices y los timones.

En el caso de los submarinos este efecto es todavía más estudiado, evitado e indeseado, puesto que imposibilita a estos navíos de guerra mantener sus características operativas de silencio e indetectabilidad por las vibraciones y ruidos que la cavitación provoca en el casco y lashélices.

El colapso de las cavidades supone la presencia de gran cantidad deenergía que puede causar enorme daño. La cavitación puede dañar casi cualquier material. Las picaduras causadas por el colapso de las cavidades producen un enorme desgaste en los diferentes componentes y pueden acortar enormemente la vida de la bombas ohélices.

Además de todo lo anterior, la creación y posterior colapso de las burbujas crea fricción y turbulencias en el líquido. Esto contribuye a una pérdida adicional de rendimiento en los dispositivos sometidos a cavitación.

La cavitación se presenta también en el fondo de los ríos donde se genera a partir de irregularidades del lecho disociando el aguay el aire. Ambos son

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