La supercavitación es un fenómeno hidrodinámico, una variación de la cavitación. Se produce al moverse un objeto a gran velocidad en un fluido (líquido). La diferencia fundamental entre cavitación y supercavitación reside en la velocidad y en los usos potenciales de la misma, mientras la cavitación es un fenómeno generalmente negativo tanto para la industria naval o la aeronáutica, la supercavitación es una nueva vía de futuro en la industria, y ofrece nuevos horizontes económicos y tecnológicos.
Este fenómeno consiste en que al moverse el objeto a gran velocidad, el fluido que se desplaza a su alrededor adquiere una velocidad muy grande haciendo que su presión disminuya drásticamente. Si se llega al punto de evaporación del líquido, éste se convierte en gas y por tanto el objeto se desplaza por un medio gaseoso disminuyendo así su fricción.
La cavitación o aspiración en vacío es un efecto hidrodinámico que se produce cuando el agua o cualquier otro fluido pasa a gran velocidad por una superficie determinada en una arista afilada, produciendo una descompresión del fluido en la zona de la arista. Puede ocurrir que se alcance la presión de vapor del líquido a la temperatura que se encuentra dicho líquido de tal forma que las moléculas que lo componen cambian inmediatamente de estado líquido a vapor. Las burbujas formadas viajan a zonas de mayor presión e implotan (el vapor regresa al estado líquido de manera súbita, «aplastándose» bruscamente las burbujas) produciendo una estela de gas, y un rápido desgaste de la superficie que origina este fenómeno, ahora bien, en la Supercavitación se exagera este efecto con el fin último de que un objeto sumergido en un fluido se vea rodeado de una burbuja de gas en su totalidad para así reducir el efecto de la fricción del fluido y obtener así velocidades más altas haciendo que la implosión del gas se efectúe detrás de la cola del objeto en cuestión.
Actualmente, esta tecnología es toda una revolución en el sector de armamento naval. Cabe mencionar que el país más avanzado en estudios sobre este tema es Rusia, que hace ya unas décadas, creó un prototipo de torpedo-motor-cohete que alcanzó una velocidad de 180 m/s. Este fenómeno es aprovechado recientemente por el ejército estadounidense para las balas de destrucción de minas. Estas balas 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.
Otra aplicación militar es el torpedo ruso de supercavitación VA-111 Shkval, que aprovechando este efecto puede viajar a la increíble velocidad de 380 km/h por debajo del agua.
En la actualidad, DARPA está desarrollando un minisubmarino, que aprovechando este efecto, podrá alcanzar teóricamente los 100 nudos, un gran avance de velocidad submarina, en comparación con los 25/30 nudos actuales.
Un equipo de científicos chinos ha aceptado el reto técnico de la supercavitación y trabaja actualmente en un submarino supersónico que viajaría de Shanghái a San Francisco en menos de dos horas, según ha informado el South China Morning Post (SCMP).
La supercavitación es un fenómeno hidrodinámico que se produce al moverse un objeto a gran velocidad en un líquido. El fluido que se desplaza a su alrededor adquiere una velocidad muy grande haciendo que su presión disminuya drásticamente. Si se llega al punto de evaporación del líquido, éste se convierte en gas y por tanto el objeto se desplaza por un medio gaseoso disminuyendo así su fricción.
«Las pequeñas burbujas de gas producidas se expanden y se combinan para formar una burbuja grande, estable y predecible en torno al objeto que viaja», ha explicado el autor principal del trabajo, Stephen Cheng.
En teoría, un buque o submarino que se mueve bajo la técnica de supercavitación puede alcanzar la velocidad del sonido bajo del agua, cerca de los 5.800 km/h, que reduciría el tiempo de un viaje trasatlántico a menos de una hora y un viaje transpacífico a unos 100 minutos. Esto según un informe sobre esta tecnología realizado en 2001 por el Instituto de Tecnología de California.
El investigador ha explicado que durante la Guerra Fría, el ejército soviético desarrolló la técnica de la supercavitación. «Se trataba de un torpedo, llamado Shkval, que era capaz de alcanzar una velocidad de 370 kilómetros por hora o más, mucho más rápido que cualquier torpedo convencional», ha apuntado.
Dudas
Sin embrago, no todo está claro en este método. Las dificultades para ponerlo en marcha radican en que es necesario que el objeto sea lanzado a altas velocidades, acercándose a 100 kilómetros por hora para generar y mantener la burbuja de aire. La tecnología tampoco permite el uso de timón, por lo que hasta el momento, sólo se ha probado en vehículos sin tripulación.
El experto profesor de la maquinaria de fluidos e ingeniería, Li Fengchen, ha explicado a SCMP que el enfoque de este nuevo equipo de científicos se diferencia de cualquier otro porque «combina la tecnología de membrana líquida con la supercavitación». «Se pueden reducir significativamente los problemas de lanzamiento», ha indicado.
Según ha indicado, con este método, el buque iniciaría su viaje bajo el agua haciendo un «efecto ducha» con una membrana líquida especial sobre su propia superficie. Esto podría reducir significativamente el arrastre de agua en el objeto a baja velocidad. Después de que alcance los 75 kilómetros por hora o más, el buque entraría en el estado supercavitación.
La actual investigación de este equipo continúa y sus miembros aseguran que hay muchas posibilidades de sacarlo adelante. Aún así, reconocen que hay muchos más investigadores trabajando en esta técnica, aunque se desconocen sus avances porque sus proyectos «son considerados secreto de Estado». Estados Unidos y Alemania también trabajan en esta tecnología.
http://www.abc.es/tecnologia/informatica/20140827/abci-supercavitacion-viajar-shanghai-francisco-201408271629.html
