Cavitación en hélices

Hoy vamos a hablar de uno de los problemas hidrodinámicos más comunes: la cavitación. Voy a intentar explicaros concretamente la cavitación producida en hélices.

El fenómeno de la cavitación consiste en la vaporización, generación e implosión de burbujas que tienen lugar en un fluido, en este caso el agua, al producirse una gran variación en la presión local. Las hélices son propensas a sufrirlo, ya que su velocidad de giro es alta y se producen grandes fluctuaciones de presión. Además, si el barco alcanza velocidades demasiado altas se acentúa su efecto.

Cuando se producen estos fenómenos, la presión en la cara de la hélice situada más a proa disminuye drásticamente, lo que hace que se generen burbujas de vapor debido a la situación de vacío que se origina.

Dichas burbujas abandonan la zona donde se han creado, pasando a una zona donde la presión es normal, lo que traerá consigo que sus condiciones físicas varíen repentinamente forzando su implosión.

supercavitacion
Formación de burbujas en la hélice (Fuente: http://www.atmosferis.com)

La implosión es la situación opuesta a la explosión, consiste en que la burbuja en este caso se rompe hacia dentro (en vez de hacia fuera) ya que la presión interior es inferior a la que hay fuera.

Esto trae consigo ruidos y vibraciones que causan desperfectos en la hélice, lo que conllevará pérdidas de rendimiento, haciendo que los elementos propulsores pierdan vida útil, y aumenten los costes de mantenimiento del buque.

A esto hay que añadir los daños por corrosión producidos por la cavitación, cuya acción no es propiamente la causante principal de la corrosión, sino que simplemente favorece y acelera el ataque corrosivo, debido a que:

  • El movimiento del fluido renueva el electrolito en la superficie del material, reduciendo los efectos de la polarización.
  • El movimiento del fluido deja al material desprovisto de su capa de óxido que actúa como protector del metal.

La protección contra la cavitación debe comenzar con un diseño hidrodinámico adecuado del sistema, de tal forma que se eviten en lo posible las presiones bajas. Cuando no se pueda evitar la presencia de este hecho, el efecto se puede reducir mediante el recubrimiento con materiales especiales de alta resistencia.

11 respuestas a “Cavitación en hélices

  1. Faltó mencionar un punto relevante, cuál es el que la profundidad a la cual se encuentra la hélice afecta significativamente a la cavitación, siendo máxima cuando está en superficie y mínima a mayor profundidad.
    En los submarinos es casi nula.
    Como solución se ha encontrado también el uso de minúsculos chorros de aire por el borde de salida de cada pala (aspa) lo que ayuda a restablecer la presión y favorece el flujo laminar del agua.

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  2. Soy un profano en el tema, buscaba una explicación que pudiera comprender sobre el tema de la cavitación y te la agradezco, se que el tema da para mucho, pero algo he comprendido. Gracias.

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