Le due versioni della cavitazione | Officina

La cavitazione

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In effetti il nemico non è la cavitazione in sé, ma l’erosione che essa può causare. Il meccanismo è semplice e può essere descritto sinteticamente come segue: quando si verifica una rapida diminuzione di pressione in seno a un liquido si formano delle piccole bolle. Ci sono due diversi tipi di cavitazione: quella “gassosa” e quella “da vaporizzazione”. La prima si verifica quando le piccole bolle sono costituite da aria che si trovava dissolta nel liquido e che viene “liberata” dalla diminuzione di pressione. Se però questa scende addirittura al di sotto della pressione di vapore del liquido, le bolle sono costituite da quest’ultimo che ha cambiato fase, passando a quella gassosa. Si ha dunque una generazione di bolle che subito dopo collassano repentinamente per via del rapido ristabilimento della pressione del liquido, che torna su valori più alti (ovvero quelli che deve avere in tali condizioni di funzionamento). Le bolle implodono e possono dare origine a pulsazioni ad alta pressione, ovvero ad autentici microgetti fortemente energetici che viaggiano attraverso il liquido. Quando essi vanno a urtare le superfici metalliche possono causare danni anche molto seri dando luogo alla famigerata erosione da cavitazione, che spesso si manifesta sotto forma di vaiolature delle superfici e, nei casi limite, può essere persino passante. L’entità del danneggiamento dipende da svariati fattori, per esempio le caratteristiche del materiale – tra le quali spicca la durezza superficiale – le modalità del movimento, il grado di aerazione del liquido e la sua pressione di vapore. Forse la cavitazione più nota è quella che si verifica nelle pompe dell’acqua, che sono centrifughe. Nelle pompe di questo tipo il liquido entra dalla zona centrale, ove a causa della forza centrifuga (che lo spinge verso l’esterno) viene creata una depressione che appunto lo richiama.

Se tale depressione è molto spinta, come visto prima, si possono formare delle piccole bolle, ossia vere e proprie “cavità” in seno al liquido. Esse vengono rapidamente trasportate dal movimento del fluido verso zone ove la pressione è più alta e quindi collassano, con le conseguenze già descritte. La cavitazione può interessare anche le pompe dell’olio. Ancora più del rischio di eventuali danneggiamenti, in questi componenti può essere importante evitare la rumorosità che essa può causare. Importanti qui, se la pompa è a ingranaggi, sono il profilo dei denti e l’accuratezza delle lavorazioni. L’olio viene aspirato grazie alla depressione dovuta alla creazione di uno spazio tra due denti che si allontanano.

Tale spazio deve essere riempito subito dal liquido, senza una considerevole formazione di bolle. Quelle eventualmente presenti vengono fatte implodere dal rapido incremento di pressione causato dalla riduzione dello spazio creato in precedenza allorché i denti si riavvicinano. Il rischio che possa insorgere la cavitazione aumenta al crescere del numero delle bollicine, a sua volta legato alla quantità di aria nell’olio. Svantaggiosa è anche una velocità troppo elevata del fluido. Ancora più deleterio, però, è un diametro troppo ridotto del condotto di aspirazione, in relazione alla portata della pompa. La pompa aspira ma il fluido non riesce a riempire subito e completamente i “vuoti” che si creano e quindi, in base al meccanismo visto in precedenza, è inevitabile la creazione di cavità nel liquido, ovvero di bolle.

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