La cavitación

Incluido en: El calor

La cavitación

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Resumen

El agua en movimiento entraña un riesgo que puede destruir metales y aturdir a los animales. ¿Cómo pueden las diminutas burbujas generar calor suficiente para provocar esos daños?

Claves de aprendizaje

  • La cavitación es el fenómeno por el cual se crean pequeñas burbujas debido a la existencia de regiones de baja presión en el agua.
  • Las hélices de las embarcaciones resultan dañadas cuando las burbujas de agua se colapsan o implosionan debido a un aumento de la presión.
  • Las burbujas pueden alcanzar temperaturas de varios miles de grados Kelvin.
  • Si los delfines se desplazan a más de 54 km/h, sus colas pueden resultar dañadas por cavitación.

La casi totalidad de los temas cuenta con un pack de materiales de aprendizaje dirigidos tanto al docente como a los alumnos. Entre los recursos incluidos hay bloques con ampliación de las preguntas formuladas, diagramas etiquetados y mudos así como diversas imágenes asociadas. Puedes descargarte todos estos recursos bien en una carpeta zip o bien uno o a uno.

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Cada día miles de barcos surcan los océanos impulsados por sus hélices.

Pero estas hélices no duran para siempre... y la causa de su deterioro es sorprendente.

Las hélices empujan el agua de alrededor y crean zonas de baja presión en su estela.

Cuando la presión baja lo suficiente, el agua se evapora y forma pequeñas burbujas.

Este fenómeno se denomina «cavitación».

Cavitación: las hélices someten el agua a presión, la consiguiente caída de presión evapora el agua, se crean burbujas, igual que cuando hierve el agua.

Estas burbujas dañan las hélices cuando colapsan o implosionan.

El agua que rodea estas burbujas comprime rápidamente el vapor.

Con el incremento de la presión, la temperatura aumenta rápidamente.

Justo antes de implosionar, la temperatura de las burbujas puede alcanzar varios miles de Kelvin...

... y la presión, millones de pascales.

Con la disipación del vapor, se liberan ingentes cantidades de energía en forma de calor y ondas de choque.

Estas ondas de choque son lo bastante fuertes como para dañar una hélice metálica.

Daños causados por la cavitación: la presión del agua hace implosionar las burbujas, liberan calor y ondas de choque.

Pero la cavitación no solo afecta a las hélices.

Cualquier cosa que se mueva a cierta velocidad en el agua está expuesta a ese riesgo...

Cerca de la superficie, los delfines pueden alcanzar los 54 km/h.

La cavitación impone este límite de velocidad.

Si nadaran más deprisa, las pequeñas burbujas que se forman en su estela podrían dañar su cola.

Sin embargo, otras criaturas aprovechan este fenómeno.

La llamada gamba pistolera cierra sus pinzas con tal rapidez que genera una pequeña burbuja.

Cuando esta implosiona, la onda de choque resultante atonta a su presa.

Un ejemplo más de lo peligrosas que pueden llegar a ser las pequeñas burbujas.


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