CAVITACION

La depresión, causa de la cavitación

La cavitación es un fenómeno que se produce siempre que la presión en algún punto o zona de la corriente de un liquido desciende por debajo de un cierto valor mínimo admisible. El fenómeno puede producirse lo mismo en estructuras hidráulicas estáticas (tuberías, Venturis, etc.) que en máquinas hidráulicas (bombas, hélices, turbinas). Por los efectos destructivos que en las estructuras y máquinas hidráulicas mal proyectadas o mal instaladas produce la cavitación es preciso estudiar este fenómeno, para conocer sus 'causas y controlarlo.

Las Figs. 15-3, 15-4 y 15-5 representan tres ejemplos escogidos entre los más importantes donde puede producirse la cavitación: en la garganta de un Venturi, a la entrada del rodete de una bomba centrífuga y a la salida del rodete de una turbina hidráulica de reacción.

En efecto, la Termodinámica enseña que un líquido entra en ebullición a una presión determinada, llamada presión de saturación, Ps' que depende de la temperatura, la cual temperatura correlativamente se llama temperatura de saturación, ts' para dicha presión (véase Seco 2.6). AsÍ, por ejemplo, el agua a 1000 C entra en ebullición, si la presión es (Ps)l000 == 1,0133 bar; pero a 25°,C puede también hervir.

Por tanto de las Ecs. (15-17) y (15-18) se desprende que la presión P2 o respectIvamente Pi será tanto menor y el peligro de la cavilación tanto mayor: 

- cuanto menor sea Pamb' o sea la presión barométrica del lugar; 

- cuanto mayor sea la altura de velocidad creada en la zona de depresión. (En la FIg. 15-3 a, cuanto el diámetro d de la garganta del Venturi sea menor, y por tanto la velocidad en la garganta V2 sea mayor); 

- cuanto m~yor sea Z2 o respectIvamente .Zi. (En las Figs. (15-4) y (15-5),

- cuanto mas se eleve la bomba o la turbIna con relación al nivel inferior·

- cuanto mayores en el caso de la Fig. 15-4 o menores en el caso de la Fig. 15-5 sean las pérdidas, Hri -2.

Descripción de la cavitación

cuando la corriente en un punto de una estructura o de una máquina alcanza una presión inferior a la presión de saturación de vapor, el líquido se evapora y se originan en el interior del líquido «cavidades» de vapor, de ahí el nombre de cavitación. Estas cavidades o burbujas de vapor arrastradas por la corriente llegan a zonas en que reina una presión muy elevada, y allí se produce una condensación violenta del vapor. Esta condensación del vapor a su vez produce una elevación local de la presión que puede sobrepasar los 1.000 bar. En el interior del fluido existen, pues, zonas en que reina un gradiente fuerte de presiones que aceleran las burbujas y producen un impacto en el contorno (Venturi, bomba, turbina, etc.).