What is Cavitation?

¿Qué es la cavitación?

La cavitación es una de las principales fuentes de ruido de las hélices. Es un ruido causado por burbujas de aire que explotan... o algo así, porque en realidad ni son burbujas de aire ni explotan. Son burbujas de vapor que implosionan.   

Empecemos con una pregunta fundamental: ¿cómo se produce vapor? 

El vapor se obtiene por ebullición del agua, ¿verdad? Pero si el agua hierve a 100 °C... ¿cómo va a formar vapor a temperaturas muy por debajo de ese valor? 

La respuesta a es que el agua hierve a 100 °C a nivel del mar, donde la presión estática es de 1 atmósfera, lo que equivale a unos 101 kilopascales (kPa). Si crece la presión a la que está sometida el agua, por ejemplo, a 200 kPa, el punto de ebullición pasa de 100 °C a unos 120 °C.

Del mismo modo, si cae la presión, el punto de ebullición se reduce. A una presión de aprox. 1,2 kPa, el punto de ebullición del agua es de unos 10 °C.



¿BURBUJAS DE VAPOR QUE IMPLOSIONAN?

Aparte de ruido, cuando una burbuja de vapor implosiona debido al aumento de la presión del vapor, la cavitación produce un microchorro que, con el tiempo, puede provocar daños considerables en materiales muy próximos.

Cavitación de las hélices y cambios en la presión

Cavitación de las hélices y cambios en la presión

Cuando giran las palas de una hélice, se producen diferencias de presión. En el lado de la pala que genera impulsión contra el agua, la presión aumenta e induce un flujo de líquido.

En cambio, en el otro lado de la pala se produce una caída de presión. Cuanto más rápido gira la hélice, mayor es esa caída de presión, con el consiguiente aumento de la velocidad del flujo de líquido. Si la presión desciende lo suficiente, el agua llega a hervir localmente.

Burbujas y ruido de cavitación

Esa zona de baja presión está limitada a los alrededores de la hélice. Por tanto, en cuando las burbujas se alejan de esa zona, vuelven a estar sometidas a la presión normal para la profundidad a la que se encuentren. Entonces, las burbujas pasan rápidamente de gas a líquido, y como el gas ocupa más espacio que el líquido, las burbujas implosionan,
un fenómeno muy ruidoso.

MÁS INFORMACIÓN

National Geographic
"Explicación de la cavitación"