HÉLICE:
En las embarcaciones a motor es el elemento propulsor; dependiendo de su uso son de distintas aleaciones metálicas, aluminio, bronce o acero.
Este eje pasa por el orificio del casco que es más difícil de mantener estanco, debido al giro a gran velocidad del mismo.
El revestimiento metálico que guarnece este orificio se denomina bocina. Su mantenimiento es un compromiso entre una pequeña holgura que significa un freno en la hélice con pérdida de potencia en el motor y una gran holgura que significa una entrada de agua.
PARTES DE LA HÉLICE: EJE, BOCINA, NÚCLEO, PALAS Y CAPACETE:
EJE: Pieza cilíndrica que transmite el movimiento del motor, en sentido circular, al final del cual va acoplada la hélice.
BOCINA: Orificio practicado en el casco de la embarcación por donde sale el eje del motor al exterior.
NÚCLEO: Cuerpo central de la hélice, sobre el que se colocan las palas en un ángulo concreto.
PALA: Elemento que rosca en el líquido como si fuera un tornillo.
CAPACETE: Elemento que remata la fijación de la hélice al eje del motor
PASO Y RETROCESO, DIÁMETRO, CAVITACIÓN: La hélice es el elemento propulsor de una embarcación unida a su motor o máquina. Se le denomina curva hélice a la curvatura que poseen las palas que no es otra cosa que la descrita por un punto que simultáneamente se traslada horizontal y verticalmente sobre la superficie de un cilindro. Si extendemos la superficie cilíndrica se observa que la curva hélice aparece como la hipotenusa de un triángulo rectángulo, donde los catetos son los desplazamientos horizontal y vertical. Si en lugar de un punto desplazáramos una línea se obtiene una superficie helicoidal y si de esa superficie helicoidal se toma unas porciones denominadas palas y la colocamos en un núcleo firme con una inclinación conveniente se obtiene una hélice. Las hélices pueden estar formadas por dos o más palas.
Se denomina PASO de una hélice a lo que avanzaría “teóricamente” al dar una vuelta. Sin embargo, al roscar en un medio líquido, al apoyarse en él, se produce un resbalamiento de la masa de agua o lo que es igual, un rozamiento y el barco no avanza el paso teórico denominándose a esa pérdida de avance RETROCESO. Con respecto al paso este puede ser múltiple cuando las palas con el núcleo no forman una sola pieza y mediante un mecanismo se pueden cambiar a voluntad. También el paso puede ser variables que son cuando las caras activas de sus palas no son superficies helicoidales, siendo el paso distinto en cada punto de su superficie.
El DIAMETRO de una hélice es el correspondiente al cilindro generatriz. En los buques con número par de palas, es la distancia entre los extremos de dos palas opuestas, cuando el número de palas es impar es el diámetro de la circunferencia que describen al girar sus palas
Entre los tipos de hélices los más importantes son las hélices de velocidad: las construidas para girar a muchas revoluciones cuyas características son de mucho paso y poco diámetro (lanchas rápidas y fuera bordas) y las hélices de arrastre: las usadas en barcos pesados y de poca velocidad y mucho desplazamiento (gabarras, mercantes) siendo sus características poco paso y mucho diámetro.
La CAVITACIÓN o aspiración en vacío es un efecto hidrodinámico que se produce cuando el agua o cualquier otro fluido pasa a gran velocidad por una superficie determinada en una arista afilada, produciendo una descompresión del fluido en la zona de la arista. Puede ocurrir que se alcance la presión de vapor del líquido a la temperatura que se encuentra dicho líquido de tal forma que las moléculas que lo componen cambian inmediatamente de estado líquido a vapor. Las burbujas formadas viajan a zonas de mayor presión e implosionan (el vapor regresa al estado líquido de manera súbita, «aplastándose» bruscamente las burbujas) produciendo una estela de gas, y un rápido desgaste de la superficie que origina este fenómeno. La implosión causa ondas de presión que viajan en el líquido. Estas pueden disiparse en la corriente del líquido o pueden chocar con una superficie. Si la zona donde chocan las ondas de presión es la misma, el material tiende a debilitarse metalúrgicamente y se inicia una erosión que además de dañar la superficie provoca que ésta se convierta en una zona de mayor pérdida de presión y por ende de mayor foco de formación de burbujas de vapor. Si las burbujas de vapor se encuentran cerca o en contacto con una pared sólida cuando implosionan (cambian de estado), las fuerzas ejercidas por el líquido al aplastar la cavidad dejada por el vapor dan lugar a presiones localizadas muy altas, ocasionando picaduras sobre la superficie sólida. Otro fenómeno que se une al anterior es que, al girar a partir de un número de revoluciones elevado, no da tiempo a rellenar de líquido el hueco que produce una de las palas al desplazar esta hacia atrás el agua y si a esto unimos que al llegar a ese punto la siguiente pala, el poco agua que ha ocupado ese hueco también es desplazada, tendremos que las palas están girando en un medio que es una mezcla de aire y agua.
El fenómeno generalmente va acompañado de ruido y vibraciones y por supuesto de una perdida de rendimiento en el motor. Por todo lo expuesto, el fenómeno de la cavitación dependerá de varios factores entre los que cabe destacar:
– Velocidad de la hélice
– Su diámetro y su paso
– Anchura de las palas
– Temperatura y presión atmosférica
– Salinidad del agua
– Impurezas del agua
– Profundidad de la hélice
HÉLICE DEXTRÓGIRA Y HÉLICE LEVÓGIRA:
Por último, y en función del sentido de GIRO que realice, las hélices pueden ser:
DEXTRÓGIRA: en marcha avante gira en el sentido de las agujas del reloj (derecha).
LEVÓGIRA: en marcha avante gira en sentido contrario a las aguas del reloj (izquierda).
Cuando no hay arrancada, la popa cae a la banda a la que gira la hélice. Esto es, si la hélice es dextrógira, la popa cae a estribor, y si la hélice es levógira, la popa cae a babor. Esta tendencia se debe a que las hélices suelen ir instaladas muy hacia la popa y efecto de rodadura la hélice dentro del agua en sentido transversal. La proa entonces caerá a la banda contraria de caída de la popa, es decir que, si la popa cae a estribor, la proa caerá por tanto a babor.
Al dar avante, el barco se gobierna con el timón desde el primer momento ya que el flujo de agua que expulsa la hélice se dirige hacia la pala del timón. Si la pala se orienta a babor o estribor, el barco responderá rápidamente al timón.
Todo cambia cuando el barco da marcha atrás, puesto que las corrientes generadas por el giro de la hélice son hacia proa y no inciden sobre la pala del timón, que en un primer momento no tiene utilidad alguna. Por eso, en los primeros instantes, la popa del barco se desplazará lateralmente hacia donde gire la hélice, dificultando la maniobra.
Un barco con una hélice dextrógira gira su hélice a izquierdas cuando da marcha atrás, su popa caerá a babor, inicialmente, hasta que el barco tome arrancada y responda al timón.
Un barco con una hélice levógira gira su hélice a derechas cuando da marcha atrás, su popa caerá a estribor, inicialmente, hasta que el barco tome arrancada y responda al timón.
Las embarcaciones con dos hélices facilitan la maniobrabilidad ya que cada una gira en sentido contrario a fin de compensar sus efectos tanto avante como atrás.
HELICES GEMELAS DE GIRO AL EXTERIOR:
Las embarcaciones que dispongan de dos hélices gemelas e a igual distancia del plano de crujía, les permite hacer la ciaboga en menos espacio al contar con mucha más maniobrabilidad. Estas pueden ser de giro al exterior, la de Estribor dextrógira y la de babor Levógira, en marcha avante o de giro al interior, en este caso el sentido de giro de ambas es el inverso.
HELICES DE PALAS ABATIBLES:
Normalmente se instalan en las embarcaciones de vela, para cuando estén navegando a vela, impulsadas por el viento, les permite reducir el rozamiento o fricción al sentido de avance. Pueden ser de dos o tres palas normalmente.
