cavitação

A cavitação consiste num fenómeno que ocorre quando um líquido escoa numa região onde a pressão se reduz à pressão de vapor, entrando o líquido em ebulição, formando-se bolsas de vapor de massa líquida. As bolhas de vapor são arrastadas pelo líquido até que se atinja uma região de pressão mais elevada onde entram em colapso quase instantaneamente.
Se as bolhas de vapor estão próximas ou em contacto com uma fronteira sólida quando entram em colapso, as forças exercidas pelo líquido, ao preencher os espaços anteriormente ocupados pelo vapor, criam pressões localizadas extremamente elevadas que causam erosão na superfície sólida.
Este fenómeno é acompanhado de ruído e vibrações e pode comparar-se à passagem de pedregulhos por uma bomba centrífuga. Num escoamento de um líquido, o coeficiente de cavitação (s) é bastante útil para caracterizar a suscetibilidade do sistema à cavitação. Este parâmetro pode ser calculado através da seguinte expressão matemática: s = (p-p_v)/(sV²/2), onde p é a pressão absoluta no ponto em estudo, p_v é a pressão de vapor do líquido, é a massa específica do líquido e V a velocidade média numa secção não perturbada, ou velocidade de referência.
O coeficiente de cavitação tem a forma de um coeficiente de pressão. Dois sistemas geometricamente semelhantes estão igualmente sujeitos à cavitação ou sofrem cavitação com igual intensidade para um mesmo valor de s. Quando é igual a zero, a pressão reduz-se à pressão de vapor e ocorre a ebulição do líquido.
A proteção contra a cavitação deve começar pelo projeto hidráulico do sistema a fim de evitar, se possível, baixas pressões. Se isto não for possível, a utilização de materiais resistentes à cavitação ou de revestimentos especiais pode ser uma medida eficaz. Pequenas quantidades de ar injetadas em sistemas hidráulicos têm reduzido bastante os efeitos da cavitação.
A formação de bolsas de vapor reduz o espaço útil para a passagem do líquido e, em consequência, diminui o rendimento da máquina hidráulica. A cavitação pode conduzir a três situações indesejáveis: baixo rendimento, erosão das superfícies em contacto com o líquido e ruído e vibrações. As pás curvas são particularmente suscetíveis à cavitação no lado convexo, e podem apresentar áreas localizadas onde a cavitação produz erosão ou quebra.
Todas as máquinas hidráulicas, propulsores de navios e muitas estruturas hidráulicas estão sujeitos à cavitação. Deste modo, esta deve ser tida em linha de conta nos respetivos projetos.