Lección 1.5 La hélice

1. Hélice: eje, núcleo, palas y capacete

Es el elemento propulsor con el que van equipados los barcos que se mueven con motor.

La hélice es un dispositivo formado por un conjunto de elementos denominados palas o álabes, montados de forma concéntrica alrededor de un eje, girando alrededor de éste en un mismo plano. Su función es transmitir a través de las palas su propia energía cinética (que adquiere al girar) a un fluido, creando una fuerza de tracción.

La bocina de la hélice es el orificio y su revestimiento metálico con que se guarnece por donde el eje atraviesa el casco.

Al cuerpo central unido al eje y desde donde salen las palas se le llama núcleo.

El capacete es la pieza en forma cónica que cubre el extremo exterior del núcleo.

2. Bocina

En las embarcaciones de recreo, nos referimos a la bocina de la hélice como el orificio y su revestimiento interior, por el que pasa el eje del propulsor a través del casco.

Los materiales y elementos con los que se fabrican la bocina (al ser un orificio que atraviesa el casco) son de alta resistencia y diseño para impedir la entrada de agua a la embarcación.

El prensa-estopa es el encargado de sellar el paso del eje de la hélice a través del casco. Es el elemento que asegura la estanqueidad de la bocina.

3. Paso y Diámetro

a. Paso

Es la distancia teórica que avanza el barco en una vuelta de la hélice (un giro). Llamamos retroceso a la pérdida de avance que se produce al moverse en el agua. La hélice produce un resbalamiento de la masa de agua y el barco no avanza el paso teórico.

b. Diámetro

Es el de la circunferencia que forman las palas en su parte más extrema.

Si ponemos en relación el paso y el diámetro, tenemos dos tipos de hélices:

Hélices de velocidad. Tienen poco diámetro y mucho paso, giran muy rápido, adquiriendo la embarcación mucha velocidad.

Hélices de arrastre. Tienen mucho diámetro y poco paso, utilizadas en embarcaciones muy pesadas, son hélices muy potentes que giran lentamente.

4. Hélice dextrógira y hélice levógira

Se dice que la hélice es dextrógira cuando en marcha avante y vista desde popa gira en el mismo sentido que las agujas del reloj.

Se dice que la hélice es levógira cuando en marcha avante y vista desde popa gira en el sentido contrario a las agujas del reloj.

5. Cavitación

La cavitación o aspiraciones en vacío es un efecto hidrodinámico que se produce cuando el agua pasa a gran velocidad por una arista afilada, produciendo una descompresión del fluido debido a la conservación de la constante de Bernoulli. Puede ocurrir que se alcance la presión de vapor del líquido de tal forma que las moléculas que lo componen cambian inmediatamente a estado de vapor, formándose burbujas o, más correctamente, cavidades. 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 arranque de metal de la superficie en la que origina este fenómeno.

Los efectos que la cavitación puede producir son: ruidos, vibraciones, desgaste y oxidación de las palas, así como disminución del rendimiento de la hélice.

Hélice cavitando.

6. Hélices gemelas de giro al exterior

Hélices iguales y a cada lado de la popa es la disposición habitual de las hélices en embarcaciones propulsadas por dos hélices.

Para que se contrarresten la presión lateral de ambas, en cada sentido de marcha  (avante o atrás) giran en sentido contrario entre ellas, es decir, una hélice es dextrógira y la otra levógira.

Hélices gemelas de giro al exterior, son aquellas que tienen pasos contrarios y divergentes, siendo la de babor levógira (gira a izquierdas dando avante) y la de estribor dextrógira (gira a derechas dando avante).

Hélices gemelas de giro al interior, son al contrario.

7. Hélices de palas abatibles

Son hélices que pueden plegar sus palas, muy útiles en embarcaciones de vela porque al plegarse navegando a vela se reduce la resistencia que ofrecen.