Cavitacion

6.- CAVITACION. CONCEPTO. QUE LO PRODUCE.

Modelo de propulsor cavitando en un túnel de agua.
La cavitación o aspiración en vacío es un efecto hidrodinámico que se produce cuando el agua o cualquier otro fluido en estado líquido pasa a gran velocidad por una arista afilada, produciendo una descompresión del fluido debido a la conservación de la constante de Bernoulli (Principio de Bernoulli).La cavitación es un fenómeno indeseable que puede ocurrir durante el funcionamiento de las bombas centrífugas. Es importante señalar que la cavitación se produce debido a algún error durante el diseño del sistema de bombeo.
Si la bomba centrífuga trata de expulsar más líquido del que puede absorber se producirá un efecto de vacío en el interior de la bomba. Esto, obviamente, reducirá la presiónpor lo que se producirán burbujas de vapor (dicho de otra forma, cuando se alcanza la presión de vapor, el fluido se vaporiza y forma pequeñas burbujas de vapor) que principalmente rozarán a los álabes de los impulsores de la bomba, sin dejar de afectar otros componentes.
La cavitación tiene un efecto realmente destructivo (llamado corrosión por cavitación) en la estructura de la bombacentrífuga. Entre las características de una bomba centrifuga que ha sufrido daños por cavitación puede destacarse la erosión de los impulsores de la bomba centrifuga, la cual se da a tal grado, que las paredes del mismo pueden llegar a alcanzar el espesor de un papel, e inclusive, presentar grandes perforaciones con bordes muy afilados.

La cavitación produce la vaporización súbita del líquido dentro dela bomba, reduce la capacidad de la misma y puede dañar sus partes internas.
El fenómeno generalmente va acompañado de ruido y vibraciones, dando la impresión de que se tratara de grava que golpea en las diferentes partes de la máquina.
Se puede presentar también cavitación en otros procesos como, por ejemplo, en hélices de barcos y aviones, bombas y tejidos vascularizados de algunas plantas.Problemas que causa la cavitación.

Daño por cavitación de una turbina Francis.
En dispositivos como hélices y bombas, la cavitación puede causar mucho ruido, daño en los componentes y una pérdida de rendimiento.
El colapso de las cavidades supone la presencia de gran cantidad de energía que puede causar enorme daño. La cavitación puede dañar casi cualquier material. Las picaduras causadas porel colapso de las cavidades producen un enorme desgaste en los diferentes componentes y pueden acortar enormemente la vida de la bombas o hélices.
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 presentatambién en el fondo de los ríos donde se genera a partir de irregularidades del lecho disociando el agua y el aire. Ambos son sometidos a presiones, dando lugar, este último, a burbujas que, con la fuerza del agua, se descomponen en tamaños microscópicos, saliendo disparadas a gran velocidad. Esto provoca un fuerte impacto en el lecho que puede ser de hasta 60 t/m². Su importancia radica en la constanciay repetición del fenómeno, lo que favorece su actuación. La cavitación es un proceso erosivo frecuente en los pilares de los puentes.
Aunque la cavitación es un fenómeno indeseable en la mayoría de las circunstancias, esto no siempre es así. Por ejemplo, la supercavitación tiene aplicaciones militares como por ejemplo en los torpedos de supercavitación en los cuales una burbuja rodea al torpedoeliminando de esta manera toda fricción con el agua. Estos torpedos se pueden desplazar a altas velocidades bajo el agua, incluso hasta a velocidades supersónicas. La cavitación puede ser también un fenómeno positivo en los dispositivos de limpieza ultrasónica. Estos dispositivos hacen uso de ondas sonoras ultrasónicas y se aprovechan del colapso de las burbujas durante la cavitación para la...