O processo de formação de "microcavidades", também conhecido como cavitação, ocorre principalmente onde a velocidade do líquido é máxima: a massa líquida perde a continuidade, criando uma "espuma" gasosa, particularmente rica em oxigénio, devido ao vapor e ao ar libertados.
Esta "espuma" gasosa, em caso de cavitação descontrolada, pode ser extremamente erosiva e corrosiva com os metais devido ao desenvolvimento de hidrólise, oxidação, polimerização e despolimerização.
O colapso muito rápido das "microcavidades" gera microjatos a uma pressão muito elevada e a elevadas concentrações de energia em tempos e espaços muito curtos que, se não forem controlados como descrito acima, podem causar danos consideráveis nas tubagens e/ou nas partes móveis das máquinas que desencadeiam este fenómeno.
- A título de exemplo, em relação a uma tubagem, o fenómeno da cavitação pode desenvolver-se mais nas secções onde a linha piezométrica cai abaixo do eixo da própria tubagem, formando assim uma depressão mais ou menos pronunciada.
- A título de exemplo, em relação a uma máquina hidráulica (bombas centrífugas, axiais, turbinas, etc.), o fenómeno de cavitação pode desenvolver-se mais nos pontos exteriores do impulsor, onde quanto maior for a velocidade e menor for a pressão.
A cavitação gera atrito e turbulência no líquido, provocando, se não for devidamente controlada, uma perda significativa de eficiência, emissão de ruído, vibrações e danos nos componentes.
A redução da eficiência e da potência pode ser superior a 3% em comparação com condições semelhantes na ausência de cavitação.
Embora o processo seja semelhante ao mais conhecido de ebulição, a principal diferença entre cavitação e ebulição reside no facto de que na ebulição, devido ao aumento da temperatura, a pressão de vapor aumenta até ultrapassar a pressão do líquido, criando assim uma bolha mecanicamente estável, pois está cheia de vapor à mesma pressão do líquido envolvente.
Na cavitação, por outro lado, a pressão do líquido desce subitamente, enquanto a temperatura e a pressão de vapor se mantêm constantes.
Por esta razão, a "bolha" de cavitação só resiste até sair da zona de baixa pressão hidrostática: assim que regressa a uma zona do fluido em repouso, a pressão de vapor não é suficiente para contrariar a pressão hidrostática e a bolha de cavitação implode, libertando uma grande quantidade de energia e a sequência de ondas de choque associada.
A pressão de vapor de um líquido é a pressão parcial do vapor quando se estabelece o equilíbrio entre o líquido e o vapor. Depende da temperatura e aumenta com ela (para a água, é de 4,6 mmHg a 0°C e de 760 mmHg a 100°C).
Uma vez atingida esta pressão, o líquido e o vapor são definidos como saturados (tantas moléculas passam da fase líquida para a fase de vapor quantas as que realizam o processo inverso).
Além disso, o aquecimento por cavitação é libertado uniformemente por todo o volume do líquido, enquanto o aquecimento convencional ocorre por transferência e, portanto, a partir de um ponto em direção à face mais extrema.
Isto permite eliminar pontos quentes ou frios, queimaduras e, se necessário, ter um controlo preciso da temperatura.
