Se podría decir que son como un "cáncer" o el "colesterol" de cualquier sistema hidráulico, tanto en ingeniería civil como de defensa militar
¿Una solemne lección inaugural en la que un académico diserta sobre "burbujas"? ¿Qué tienen las burbujas de vapor y de gas, de tamaños generalmente superiores a unas pocas micras, que fascinan tanto a un amplio sector de los ingenieros? ¿Por qué los investigadores de todo el mundo intentan evitar sus aspectos negativos y, lo que es mejor, controlar rasgos positivos para el desarrollo de tecnologías futuras en la industria, la biología y la medicina? ¿Deberíamos interesarnos también los ciudadanos de a pie por "la inevitable ubicuidad de las burbujas"?
César Dopazo, doctor Ingeniero Aeronáutico y miembro de la Real Academia de Ingeniería desde su fundación ha hablado de todo ello en la sesión inaugural del Curso Académico 2008 de la RAI. El profesor Dopazo, que ha sido director general del CIEMAT y vicepresidente de ENRESA, empezó a investigar hace unos años sobre la aplicación de las burbujas para limpiar aguas contaminadas y, desde entonces, su fascinación por este incipiente campo de la ciencia y la tecnología ha ido en aumento.
Utilizando un lenguaje muy, muy divulgativo, se podría decir que la formación de burbujas que se cierran violentamente, fenómeno conocido como cavitación, es como un "cáncer" (o, si se prefiere un término más suave, el colesterol) en cualquier sistema hidráulico. Afecta de manera importante no sólo a la ingeniería civil sino también a la industria del transporte marítimo, e incluso a determinados aspectos de defensa militar. Por esta razón la Real Academia de Ingeniería, siempre a la vanguardia del conocimiento tecnológico, ha querido dar a conocer este fenómeno durante la apertura del nuevo Año Académico, celebrado en la ETSI de Minas de Madrid.
Simplificando mucho, la cavitación es un efecto hidrodinámico en forma de burbujas o cavidades (de ahí su nombre), que se produce en el agua o en cualquier líquido que circule a gran velocidad. Cuando las burbujas alcanzan el punto de colapso, erosionan la superficie de los metales en contacto con el líquido. Además de la erosión se producen otros problemas como ruidos y vibraciones indeseadas que también tienen efectos colaterales.
Todo ello puede afectar a maquinaria hidráulica, bombas, turbinas y hélices de barcos, aliviaderos de embalses e incluso tejidos vascularizados de algunas plantas. La formación de capas de burbujas alrededor del casco de un barco puede reducir significativamente su resistencia viscosa al movimiento.
También los circuitos hidráulicos de los aviones son proclives a la cavitación. Las pruebas iniciales en los depósitos de combustible del Concorde indicaron que, al alcanzar la altitud de crucero, la mayor parte del aire disuelto en el combustible se separaba de repente y de manera explosiva; esto obligó a añadir dispositivos que provocaran la salida progresiva del aire disuelto en el combustible.
En los submarinos, por ejemplo, el efecto es menos deseado aún si cabe pues les impide sus características operativas de silencio e indetectabilidad por los ruidos que provoca la cavitación en el casco y las hélices.
Al debilitar los metales del recipiente donde está el líquido que contiene las burbujas, éstas hacen peligrar la eficiencia de todo tipo de maquinaria hidráulica, con el consiguiente coste económico para la productividad de un país. En los sectores de petroquímica y en centrales hidroeléctricas es donde el daño potencial de las pérdidas por cavitación tendría mayor repercusión económica.
Cómo "mantener a raya" a las burbujas y "jugar" con ellas
Los ingenieros estudian cómo prevenir, controlar y "mantener a raya" las burbujas, pero también "juegan" con ellas, en un intento de transformar los aspectos inicialmente negativos en algo positivo:
Se está desarrollando el concepto de barcos que se mueven envueltos en una lámina de burbujas, lo cual reduce la resistencia viscosa, pudiendo con la misma potencia moverse a una velocidad superior".
También se está intentando desarrollar lavadoras y lavavajillas ultrasónicos…
La sono-química intenta aprovechar el fenómeno de la cavitación para la limpieza ultrasónica de aguas contaminadas por parásitos y compuestos orgánicos (por ejemplo, en poblados amazónicos) y de terrenos contaminados por sustancias químicas.
También se está utilizando en aplicaciones militares. Existen ya torpedos submarinos de supercavitación en los que una burbuja rodea al torpedo eliminando toda fricción en el agua, de forma que éste se puede desplazar a altas velocidades, incluso supersónicas.
El ejército norteamericano también estudia esta aplicación para su balística de destrucción de minas.
¿Y que pasaría si, en el mundo actual, tan atemorizado por las catástrofes anticipadas como consecuencia del cambio climático, a alguien se le ocurriera especular con la posibilidad de someter burbujas de C02 a un proceso de cavitación intensa que produciría condiciones extremas de temperatura y presión, suficientes para romper la molécula de dióxido de carbono?
¿Por qué a la Sonoquímica le llaman "magia negra?
El Presidente de la Sociedad Europea de Sonoquímica califica este campo de actividad como "black art" (magia negra), debido a los muchos aspectos fundamentales que son insuficientemente conocidos y necesitan investigación pluridisciplinar.
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Saludos
Rodrigo González Fernández
DIPLOMADO EN RSE DE LA ONU
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