Cavitazione elica: cos’è, conseguenze e come evitarla

Cavitazione elica

La cavitazione dell’elica è un fenomeno che se possedete una barca o un fuoribordo avrete senza dubbio sperimentato. Ma cosa significa cavitazione dell’elica? Si tratta di un particolare fenomeno fisico, che si caratterizza per la formazione di minuscole bolle di vapore all’interno di un fluido, seguita dalla loro implosione. Questo effetto ha delle conseguenze sia sull’efficienza del nostro motore sia sullo stato dell’elica stessa che, con il passare del tempo, potrebbe danneggiarsi anche gravemente.

Il fenomeno della cavitazione non è solo legato al mondo della nautica, si può trovare infatti in altri ambiti come nel sistema vascolare delle piante, nelle pompe e nelle turbine fino ad arrivare alla chirurgia estetica. Scopriamo insieme il significato di cavitazione, quando avviene e quali sono le conseguenze e i danni che provoca alla nostra elica. Infine, cercheremo di capire come evitarla per proteggere al meglio il nostro motore marino fuoribordo.

Cos’è la cavitazione dell’elica

Ti sarà capitato almeno una volta nella tua esperienza nautica di sentire un rumore insolito, un ronzio fastidioso o un tintinnio metallico provenire dal motore. Questo suono sinistro potrebbe essere il segnale di un problema noto come cavitazione dell’elica. Un fenomeno subdolo, spesso sottovalutato, ma che può avere conseguenze significative sulle prestazioni della tua imbarcazione, portando a danni costosi e compromettendo l’elica e l’efficienza del tuo motore.

La cavitazione è un fenomeno fisico legato alla fluidodinamica che si verifica quando, a causa di un’alta differenza di pressione, avviene un passaggio di stato dell’acqua da liquido a gassoso. Ciò avviene quando l’elica ruota ad alta velocità e la pressione dell’acqua intorno alle pale scende al di sotto della sua tensione di vapore. Questo improvviso calo di pressione provoca la formazione di bolle di vapore, simili a quelle che vedi quando l’acqua bolle. Tuttavia, a differenza di una pentola sul fuoco, queste bolle collassano violentemente non appena entrano in una zona di pressione più elevata. Questo collasso genera onde d’urto ad alta energia, responsabili del rumore caratteristico della cavitazione e, purtroppo, dei danni all’elica e ad altri componenti della barca.

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Cosa causa la cavitazione: i danni e le conseguenze all’elica

Abbiamo fin qui capito come avviene la cavitazione idrodinamica dal punto di vista fisico, vediamo ora in che modo danneggia la nostra elica. La cavitazione non è un evento casuale, ma il risultato di diverse condizioni che possono verificarsi durante la navigazione, vediamo alcuni possibili eventi che spiegano perché l’elica cavita:

· Elica troppo poco immersa: se l’elica è troppo vicina alla superficie dell’acqua è esposta ad una pressione inferiore, aumentando in questo modo il rischio di cavitazione. Questo può accadere a causa dell’errata regolazione del trim, di un carico eccessivo a poppa o di un assetto sbilanciato della barca. A volte l’elica cavita semplicemente perché il mare è agitato e l’elica tende ad uscire: in questo caso va ridotta la velocità e regolato il trim nel modo più adatto alla navigazione.

· Elica danneggiata o usurata: se le pale dell’elica sono deformate, scheggiate o con bordi irregolari possono creare turbolenze e zone di bassa pressione, favorendo la formazione di bolle di vapore. In questo caso è consigliabile la sostituzione dell’elica prima di danneggiare inevitabilmente il motore stesso.

· Virate strette e brusche accelerazioni: queste manovre possono causare la fuoriuscita parziale dell’elica dall’acqua, creando le condizioni ideali per la cavitazione. Se questo stile di navigazione è ripetuto e continuo, si corre il rischio di una rapida erosione dell’elica e di conseguenza di mettere sotto sforzo il motore che subirà dannose conseguenze.

· Elica errata per la barca: l’elica potrebbe infatti rivelarsi non adatta allo scafo sulla quale è montata, ad esempio quando è troppo piccola il rischio di cavitazione è piuttosto elevato perché l’elica non riesce a fornire una spinta sufficiente.

Le conseguenze della cavitazione

Le conseguenze della cavitazione possono essere gravi e costose come l’erosione dell’elica: le onde d’urto generate dal collasso delle bolle di vapore possono erodere le pale dell’elica, creando piccole cavità (pitting) e riducendo l’efficienza. Ma non solo, un secondo tipo di danneggiamento è causato dal microjet, ossia un piccolo getto d’acqua che si scontra con la nostra elica quando la bolla implode. In casi estremi, l’elica può essere gravemente danneggiata e richiedere addirittura la sostituzione. Anche il motore può essere coinvolto nei danni da cavitazione, le vibrazioni intense, infatti, prodotte dalla cavitazione possono danneggiare l’asse dell’elica, i cuscinetti e altri componenti del sistema di propulsione. Ma la conseguenza più evidente è la perdita di potenza e il calo delle prestazioni del nostro motore. La formazione di bolle di vapore riduce la spinta dell’elica, causando un facilmente percepibile rallentamento, come se l’elica non avesse più “grip” sull’acqua e non riuscisse a tradurre il suo movimento in spinta propulsiva. La barca può diventare meno reattiva ai comandi e meno efficiente nei consumi di carburante.

Cosa fare per evitare la cavitazione dell’elica

La buona notizia è che la cavitazione può essere prevenuta adottando alcune semplici precauzioni, come l’acquisto dell’elica corretta per la tua barca in base al motore e allo scafo e la sua perfetta installazione. Per non sbagliare ti consigliamo di rivolgerti a meccanici professionisti e di seguire tutte le raccomandazioni dei produttori.

Un’altra buona abitudine per preservare la salute di elica e motore è la manutenzione regolare e attenta. Controlla periodicamente l’elica per individuare eventuali danni, usura o deformazioni e se necessario, fai riparare o sostituire l’elica da un professionista. È poi molto importante fare attenzione al proprio stile di navigazione: evita brusche accelerazioni o virate troppo strette.

Questi comportamenti possono creare turbolenze e zone di bassa pressione, favorendo la formazione di bolle di vapore. Inoltre, controlla sempre di aver regolato il trim in maniera corretta, in modo che l’elica risulti immersa in qualsiasi condizione di mare, sia calmo o mosso.

Abbiamo visto fin qui cos’è la cavitazione elica, quali sono le cause e le conseguenze e come evitarla per prendersi cura del proprio motore marino. Se per le imbarcazioni da diporto la cavitazione rappresenta un problema da evitare, in altri ambiti è stata sfruttata per ottenere vantaggi.

Nel campo militare, infatti, questo fenomeno è stato ingegnosamente sfruttato per creare i siluri a supercavitazione, armi subacquee in grado di raggiungere velocità straordinarie. Invece di limitarsi alla formazione di bolle di vapore intorno all’elica, la supercavitazione mira a creare una bolla di gas che avvolge completamente il siluro. In questo modo, il siluro non viaggia più nell’acqua, ma all’interno di questa bolla gassosa, riducendo drasticamente l’attrito e consentendo di raggiungere velocità impensabili per i siluri convenzionali!

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