Supercavitación
Supercavitación. Es un fenómeno hidrodinámico relacionado con la cavitación de los objetos que viajan a gran velocidad dentro de un fluido. Contrario a la cavitación que generalmente es un fenómeno con efectos negativos en la ingeniería naval o la aeronáutica, la supercavitación es utilizada como vía de solución a los problemas de resistencia que ofrecen los objetos a desplazarse dentro de un fluido.
Principios
La cavitacion suele ser un efecto indeseado en cualquier tipo de maquinaria de fluidos. Se da cuando en alguna parte de un liquido a alta velocidad se forma una depresión tan fuerte que el liquido pasa a su forma de gas. El problema en si no es el gas, sino que las burbujas que se forman, al colapsarse en forma de pequeñas explosiones, destrozan todo lo que este cerca, y por eso es tan critico el evitarlas en, por ejemplo, bombas hidráulicas o hélices de barcos (además de por una perdida enorme en la eficiencia de estos).
Cuando un cuerpo se mueve rápidamente dentro de un fluido, la presión en los distintos puntos del cuerpo se reduce. Cuanto más rápido se mueve el cuerpo, más baja es la presión. Pero cuando la presión se reduce tanto como para igualar la presión del vapor del fluido, el estado líquido no puede mantenerse. Sin tener la suficiente presión como para mantenerse juntas, las moléculas del líquido se vaporizan y forman "cavidades", o burbujas. Su efecto no es inocente: pueden destruir las hélices de un barco, y por eso los arquitectos navales tienen que hacer tantos cálculos en este punto.
En las bombas, turbinas y hélices, la cavitación lleva a dos problemas principales. Las burbujas distorsionan los patrones de flujo, reduciendo así la eficiencia. Por otra parte, eventualmente, las burbujas llegan a regiones de alta presión y colapsan, creando ondas de choque microscópicas de gran violencia, lo suficiente como para excavar franjas en el metal expuesto.
Bajo ciertas condiciones, una sola burbuja o supercavidad se puede formar, envolviendo los objetos en movimiento casi por completo. Newton llegó a dibujar los principios básicos en su Principia Mathematica, de 1687. Un cuerpo con supercavitación tiene una resistencia extremadamente baja, porque la fricción sobre su superficie es casi inexistente. En lugar de estar rodeado de agua, se rodea del vapor de agua que se forma en la burbuja. Como el vapor tiene una densidad y viscosidad mucho menor que el agua líquida, el cuerpo puede avanzar mucho más rápido.
Aplicaciones
Rusia es el país más avanzado en estudios sobre este tema. Desarrolló un torpedo de supercavitación que puede viajar a velocidades de más de 200 nudos. Este proyecto fue iniciado por la Unión Soviética en la época de la Guerra fría. Existen rumores de que el accidente ocurrido al submarino ruso K-141 kursk se debío a la explosión de un torpedo Shkval defectuoso[1], aunque las fuentes oficiales han dicho que se trataba de un torpedo convencional tipo 65-76.
Irán ha realizado pruebas de un torpedo de fabricación nacional que tiene características similares al Shkval ruso, por lo que probablemente de trate de una copia del mismo[2].
La armada estadounidense utiliza balas de destrucción de minas que tienen una punta achatada que provoca una supercavidad (el gas producido envuelve completamente al proyectil) haciendo que puedan llegar con suficiente energía a 15 metros de profundidad para poder hacer explotar una mina. Estas balas se lanzan desde un helicóptero artillado sobre el objetivo.
En 2005 la Agencia de Investigación de Proyectos Avanzados de Defensa (conocida por sus siglas en inglés DARPA), una agencia del Departamento de Defensa de Estados Unidos, anunció un programa de submarino que aprovechando este efecto, podrá alcanzar teóricamente los 100 nudos, un gran avance de velocidad submarina, en comparación con los 25/30 nudos actuales.
Véase también
Referencias
- ↑ Gertz, Bill (August 23, 2001). "Russian book sheds light on missile". Washington Times: p. A.4.
- ↑ Irán realiza prueba exitosa de torpedo ultraveloz.
