CAVITACIÓN EN RÁPIDOS DE DESCARGA

Abstract

Distintos son los fenómenos que afectan el funcionamiento de las obras civiles que componen un proyecto hidráulico como lo es una presa. Este es el caso de la cavitación en rápidos de descarga, la cual se produce cuando el flujo alcanza presiones menores que la presión de vapor, formando burbujas que al implosionar, causan daos en el hormigón. El trabajo de título que se presenta a continuación tiene como objetivo dar a conocer el fenómeno de la cavitación, las fórmulas que se tienen para su estimación y las variables de diseo que influyen en su ocurrencia, además de seleccionar la ecuación que mejor refleja el peligro de que se produzca el fenómeno. Para cumplir dicho propósito, en primer lugar, se expone la teoría existente, es decir, el estado del arte del problema. Luego, se introduce el concepto de índice de cavitación y tres expresiones para su cálculo, donde también se incluyen los valores del índice de cavitación crítico utilizados para determinar el riesgo de cavitación. Adicionalmente, se ensean los conceptos de aireación natural y artificial del flujo. Posteriormente, se realiza un análisis de sensibilidad con las variables de diseo que aparecen en las fórmulas mencionadas. Los resultados obtenidos de dicho análisis muestran que la pendiente es el parámetro que más influye en la ocurrencia del fenómeno, y que los valores entregados por las fórmulas del índice de cavitación de Kraichnan y Volkart & Rutschmann son similares en cuanto a orden de magnitud, siendo la primera la más conservadora, y que la ecuación de Echávez y Ruiz es la menos restrictiva. Por lo tanto, se concluye que la pendiente es una variable fundamental en el problema, y que la expresión de Volkart & Rutschmann es la más adecuada para estimar el riesgo de cavitación