O que é Cavitação? Entenda o Fenômeno e o Golpe de Aríete

O que é a cavitação?

A cavitação, ou sucção a vácuo, é um efeito hidrodinâmico que ocorre quando a água ou outros fluidos em estado líquido passam por uma borda afiada em alta velocidade. Isso produz uma descompressão do fluido devido à constante de Bernoulli (Princípio de Bernoulli). Pode acontecer de a pressão atingir o nível de vapor do líquido, fazendo com que as moléculas mudem imediatamente para o estado de vapor, formando bolhas ou, mais corretamente, cáries. As bolhas formadas viajam para áreas de maior pressão e implodem (o vapor volta ao estado líquido subitamente, "achatando" as bolhas), produzindo uma fuga de gás e um impacto na superfície metálica que causa esse fenômeno.

Cavitação na descarga

A cavitação na descarga ocorre quando a vazão da bomba é muito alta. Isso normalmente acontece quando a bomba está operando com menos de 10% do seu ponto de máxima eficiência.

Cavitação de sucção

A cavitação de sucção ocorre quando a sucção da bomba está em condições de baixa pressão ou alto vácuo, o que faz com que o líquido se torne vapor na entrada do rotor.

Golpe de aríete

Um golpe de aríete é causado pelo fato de o líquido ser levemente elástico (embora, em diferentes situações, possa ser considerado um fluido incompressível). Portanto, quando uma válvula ou torneira instalada no final de uma linha é fechada abruptamente, as partículas de fluido que pararam são atingidas pelas que vêm logo atrás e ainda estão em movimento.

Isso cria uma onda de pressão que se move através do tubo a uma velocidade que pode ultrapassar a velocidade do som no fluido. Esta pressão tem dois efeitos: comprime levemente o líquido, reduzindo seu volume, e expande um pouco o tubo. Quando todo o fluido que flui no tubo está parado, o movimento cessa e o fluido comprimido tende a se expandir. Além disso, o tubo, que havia aumentado ligeiramente, tende a retomar seu tamanho normal. Juntos, esses efeitos causam outra onda de pressão na direção oposta.

O fluido se move na direção oposta, mas, como a válvula está fechada, ocorre uma depressão em relação à pressão normal do tubo. Com a pressão reduzida, o fluido pode passar para o estado gasoso, formando bolhas enquanto o tubo se contrai. Ao chegar à outra extremidade do duto, se a onda não for dissipada (por exemplo, em um tanque de pressão atmosférica), ela será refletida, sendo progressivamente atenuada pela resistência do fluido e pela expansão/compressão da tubulação.