La cavitación es un fenómeno físico conocido desde finales del siglo XIX, pero hipotetizado desde 1750 por el matemático suizo Leonhard Euler.
Es un fenómeno que afecta exclusivamente al flujo de líquidos; los gases no pueden presentar cavitación.
Solo en épocas muy recientes se ha comprendido cómo controlarla y aprovechar al máximo sus características.
Cuando ocurre de forma controlada, no genera daños ni desgaste en los materiales involucrados; de lo contrario, representa uno de los efectos más degenerativos que se pueden encontrar en la hidráulica.
La cavitación, además de ser un fenómeno físico, es también un proceso mecánico y se ve influenciada por la termodinámica del sistema.
Hasta hace unos años se entendía exclusivamente como un fenómeno extremadamente negativo y degenerativo que puede ocurrir en tuberías, turbinas y bombas; tras varios estudios, los científicos descubrieron que está vinculado a la presión de vapor de un fluido: el fenómeno se mantiene mientras se mantenga el equilibrio de presión entre el líquido y su vapor.
Se produce con la vaporización local de un líquido, que se produce con el desprendimiento de la capa límite del fluido.
Si no se busca ni se desea, genera pérdidas de rendimiento y erosión considerables.
Para definir la cantidad de cavitación, se utiliza la unidad de magnitud denominada índice de cavitación (K), que es una función del salto de presión; donde p1 representa la presión aguas arriba, p2 la presión aguas abajo y pv la presión de vapor. A medida que disminuye el índice de cavitación, se produce un desarrollo más intenso de la cavitación.
Si a una temperatura determinada la presión absoluta en el líquido se iguala o es inferior a la presión de vapor, se forman burbujas microscópicas de vapor en poco tiempo, generalmente en unos pocos microsegundos.
Estas burbujas microscópicas tienen forma esférica-toroidal, una temperatura de miles de grados centígrados y cientos de atmósferas (BAR), con chorros localizados de líquido a velocidades superiores a 100 m/s.
Esta formación de burbujas, generalmente de corta duración, se produce debido a la reducción de la presión a valores inferiores a la presión de vapor del propio líquido.
Debido a esto, el líquido se transforma rápidamente en gas, formando burbujas (también llamadas "microcavidades") que, sin embargo, colapsan con la misma rapidez en cuanto el flujo las aleja de la región cuyas peculiares condiciones físicas permitieron su formación.
La sucesión de formación e implosión de las "microcavidades" genera, a su vez, una secuencia de ondas de choque o ultrasonidos.
