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 Cavitación
Cuando un líquido fluye por una región donde la presión es menor que su presión de vapor, el líquido hierve y forma burbujas de vapor. Estas burbujas son transportadas por el líquido hasta llegar a una región de mayor presión, donde el vapor regresa al estado líquido de manera súbita, “aplastándose” bruscamente las burbujas. Este fenómeno se llamacavitación.
Si las burbujas de vapor se encuentran cerca o en contacto con una pared sólida cuando cambian de estado, las fuerzas ejercidas por el líquido al aplastar la cavidad dejada por el vapor dan lugar a presiones localizadas muy altas, ocasionando picaduras sobre la superficie sólida.
El fenómeno generalmente va acompañado de ruido y vibraciones, dando la impresión de que se trata degrava que golpea en las diferentes partes de la máquina. Para caracterizar la susceptibilidad de un sistema que maneja el líquido a la cavitación, se utiliza el parámetro de cavitación σ, definido por:

Donde Po es la presión absoluta y el punto de interés, Pv la presión de vapor del líquido ρ la densidad del líquido y V una velocidad de referencia.Obsérvese que el parámetro de cavitación es una especie de coeficiente de presión. Dos sistemas geométricos semejantes tienen el mismo grado de cavitación o son igualmente susceptibles de cavitar si tienen el mismo valor de σ. Cuando σ = 0 la presión se reduce hasta la presión de vapor y en ese momento ocurre la ebullición.
Pruebas hechas en líquidos químicamente puros indican que talessustancias pueden resistir esfuerzos de tensión muy altos, de varios miles de libras por pulgada cuadrada, lo cual contradice el hecho de formación de cavidades cuando la presión se reduce a la presión de vapor.
Como generalmente existe ebullición espontánea cuando se alcanza la presión de vapor con líquidos comerciales o técnicos, se acepta que la formación de burbujas se lleva a cabo por el procesode nucleación, que no se conoce completamente hasta la fecha. Cabe suponer que en este tipo de líquidos siempre se encuentran presentes partículas microscópicas de polvo o de otros contaminantes ampliamente dispersos en el fluido.
Las burbujas de cavitación se forman alrededor de los núcleos para ser transportadas a la región de más alta presión y aplastarse en un cuanto milésimos de segundodentro de una turbo máquina. En agua que contiene aire disuelto, se han tomado fotografías de las burbujas y se ha observado que presentan oscilaciones en su movimiento; sin embargo, parece que el fenómeno no se presenta en líquidos sin airear.

Respecto a los pulsos de alta presión que acompañan el colapso de una burbuja, parece que la tensión superficial de la burbuja desempeña un papelimportante. La formación y el aplastamiento de un gran número de burbujas en una superficie dan lugar a esfuerzos locales muy intensos, mismos que parecen dañar la superficie por fatiga.
Algunos materiales dúctiles pueden resistir el bombardeo por un periodo, llamado periodo de incubación, mientras que los materiales frágiles pueden perder parte de su peso inmediatamente. Algunos efectoselectroquímicos, abrasivos y términos inherentes al líquido que se maneja, pueden acelerar el deterioro de las superficies expuestas.






Protección contra la cavitación
Uno de los objetivos usuales en el diseño de maquinaria y estructuras hidráulicas, es la prevención de la cavitación, que el proyectista logra por medio de formas mejoradas de superficies de límite y lafijación de límites más allá de los cuales no deben operarse la máquina o la estructura. La protección contra la cavitación debe comenzar con un diseño hidráulico adecuado del sistema, de modo que se eviten en lo posible las presiones bajas. Cuando sea inevitable la presencia de la cavitación, el efecto sobre las superficies se puede reducir mediante el recubrimiento de materiales especiales de alta...