La cavitazione dell’elica: una spiegazione completa

Ma quante cose deve sapere un diportista per diventare un vero lupo di mare? Tante, tantissime! Navigare per mare vuol dire imparare continuamente qualcosa di nuovo, condurre una barca necessita di tantissime conoscenze diverse, e occuparsi della manutenzione completa dell’imbarcazione senza sbagliare mai… beh, richiede un sapere quasi enciclopedico! Ma è proprio questo il bello: condurre e gestire una barca ci spinge a imparare sempre nuove lezioni, le quali talvolta esulano dal mero campo nautico. Ed è proprio questo il caso della cavitazione dell’elica: si tratta di un fenomeno complesso, che da sempre appassiona gli ingegneri, nel campo nautico ma non solo. La cavitazione, infatti, può avvenire sulle eliche di qualsiasi imbarcazione, ma è un fenomeno che ritroviamo anche nel sistema vascolare delle piante, nelle pompe, delle turbine idrauliche e in tanti altri aspetti. Si pensi che esistono dei particolari crostacei che, proprio per la velocità di movimento delle loro zampe, arrivano a creare dei fenomeni di tipo cavitativo. Insomma, imparare cosa è la cavitazione dell’elica ci aiuta a proteggere l’elica stessa e il motore della nostra barca, e ci apre anche gli occhi su un interessante fenomeno fisico! Vediamo quindi questo importante dettaglio per la manutenzione dell’elica.

• La cavitazione, in generale
• La cavitazione dell’elica e i conseguenti danni
• Perché l’elica cavita? Le possibili cause

La cavitazione, in generale

Come abbiamo visto, la cavitazione è un fenomeno fisico che esiste anche fuori dal solo campo della nautica. Si tratta di un fenomeno legato alla dinamica dei fluidi, e che quindi ha a che fare con i corpi sommersi e con il loro movimento. Si parla di cavitazione quando in un fluido, per via di una differenza di pressione, si vanno a creare delle aree di vapore, e quindi delle bollicine, le quali finiscono per implodere su sé stesse. Questa è una definizione molto, molto generale di cavitazione: cerchiamo di andare un po’ più in profondità. Perché si genera il fenomeno fisico della cavitazione? Quali sono i presupposti? Ebbene, tutto parte dalla creazione di aree di bassa pressione. Ipotizziamo quindi di avere dell’acqua, sottoposta a una pressione abbastanza alta. Ecco, supponiamo che, in punto specifico di questo bacino, la pressione diminuisca di molto, fino a portare a un passaggio di stato dell’acqua di quel punto da quello liquido a quello gassoso. Si creano così delle bolle di gas, con l’acqua in quel punto che diventa un po’ come un formaggio groviera. Ma attenzione: le bolle che si vengono a creare non sono resistenti, ma al contrario, sono destinate a implodere su sé stesse non appena si imbatteranno in una zona di alta pressione.

Il fenomeno classico della cavitazione si crea nel momento in cui qualcosa attraversa un fluido ad altissima velocità. Pensiamo per esempio di prendere una pistola e di sparare nell’acqua: ecco, il passaggio del proiettile darebbe il via a un fenomeno di cavitazione. Ecco, questo accade anche con l’elica delle nostre barche, dando il via alla cavitazione dell’elica. Come probabilmente sai, si tratta di un fenomeno negativo e, anzi, dannoso: scopriamo il perché.

La cavitazione dell’elica e i conseguenti danni

Abbiamo visto in cosa consiste la cavitazione dell’elica. Ma perché si tratta di un fenomeno negativo che va assolutamente evitato? Cosa mai ci possono fare di male delle minuscole bollicine nell’acqua intorno alla nostra elica? Ebbene, è subito detto. Prima di tutto, va detto che l’elica che si trova in cavitazione è un’elica che non è efficiente, non riuscendo più a esprimere la spinta sufficiente alla barca. Con il venire meno della resistenza dell’acqua – per via del passaggio dallo stato liquido a quello gassoso – l’elica inizia a girare più velocemente – senza però aumentare la velocità di progressione della barca – aumentando quindi i consumi e, ovviamente, lo stress per il motore stesso, che vede aumentare in modo solitamente eccessivo i giri. Ma non è tutto qui: la cavitazione dell’elica non si limita a rallentare la barca e a stressare il motore, fa di più, danneggiando l’elica stessa. Poco sopra abbiamo parlato delle bolle che implodono: ebbene, migliaia e milioni di bollicine che implodono a contatto dell’elica generano tanti piccolissimi danni, che a lungo andare rovinano inesorabilmente le pale dell’elica, tanto da apparire corrose a livello dei bordi. Non si tratta peraltro di danni dovuti al solo “impatto” dell’implosione delle bolle: l’acqua intorno all’elica, durante la cavitazione, arriva infatti a raggiungere temperature importanti, creando delle microcorrenti che a loro volta impattano sull’elica.

Perché l’elica cavita? Le possibili cause

Ma perché l’elica entra in cavitazione? Ci possono essere tante cause. Potrebbe essere per via dell’elica, troppo piccola per l’imbarcazione. Nella maggior parte dei casi, però, il fattore scatenante è da individuare nella posizione dell’elica, che risulta troppo alta, e quindi troppo poco immersa. Questo può essere a causa di un’imbarcazione che procede eccessivamente appruata o, nel caso dei motori fuoribordo, per via di un’inclinazione eccessiva dell’asse: in tal caso l’errore sta nella regolazione del trim errata. Altre volte si tratta di un mix di fattori: un’elica non particolarmente bassa potrebbe trovarsi a entrare in cavitazione durante la navigazione in mare mosso.

In ogni caso, si capisce di essere in cavitazione per la perdita di velocità, nonché per l’aumento del rumore dell’elica: è bene intervenire sempre prontamente per prevenire e per interrompere questo fenomeno. Un’elica che entra spesso in cavitazione non può che danneggiarsi progressivamente, fino a richiedere una sostituzione totale.

Quando l’elica è da sostituire

Quando arriva il momento di arrendersi e di constatare che non si può fare altro che acquistare una nuova elica per la barca? Ebbene, questo passaggio diventa obbligatorio quando si capisce che la cavitazione dell’elica non è il risultato di qualcosa che può essere cambiato in altro modo: quando non basta per esempio regolare il trim, o quando non si ha che fare con un’imbarcazione troppo appruata, si potrebbe concludere di avere un’elica troppo piccola, e quindi tale da entrare facilmente in cavitazione per sua stessa natura. In quel caso la sostituzione deve essere immediata, per non danneggiare il motore. La sostituzione è poi d’obbligo anche in tutti quei casi in cui la cavitazione non è determinata dall’elica in sé, ma è arrivata comunque a rovinarne in modo irrimediabile le pale.

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