La Hélice

Ya hemos visto lo ingenioso que ha sido el hombre para utilizar lo que tiene a su alrededor y transformarlo de alguna manera en algo favorable para su situación, luego de los remos el hombre comenzó a aprovechar la fuerza del viento para poder impulsarse a través de las aguas, ya a esta altura la combinación en el uso de los remos más la fuerza del viento aprovechada en las velas no le era lo suficiente para desplazarse y fue ahí donde la madera y las sogas comenzaron a ser reemplazadas por el acero, material de mayor resistencia a las tempestades en el mar, al buscar un armazón de acero fue necesario también encontrar un dispositivo propulsor de mayor fuerza y estabilidad que le brindara velocidad y a la vez fuerza al buque, ya aquí hemos llegado a la era del acero donde el vapor seria sustituido por la fuerza del nuevo combustible que estaba de moda en esa época el diésel.

La hélice es un dispositivo mecánico formado por elementos denominados palas o álabes. La primeras aplicaciones de las hélices, hace miles de años, fueron los molinos de viento y agua. Hoy en día, también bajo los nombres de "rotor", "turbina" y "ventilador", las hélices y los dispositivos derivados de ellas se emplean para multitud de propósitos: refrigeración, compresión de fluidos, generación de electricidad, propulsión de vehículos e incluso para la generación de efectos visuales.
 El inventor de la primera hélice operativa para propulsar un buque fue el checo-germano Josef Ressel, quien solicitó la patente austriaca el 28 de noviembre de 1826. Astilleros Españoles, S.A. propuso varias formas de mejorar el rendimiento de las hélices marinas, con ganancias, bien en velocidad punta del buque, o en consumo de combustible (Patentes oepm nº 8301333, 0485667, 0492531, y 0500658)

Como evidencia la variedad de denominaciones y campos de aplicación, existe una gran variedad de hélices, en tamaños, pesos, número de palas, velocidad de rotación, ángulo de ataque, paso, etc.

• ¿Qué hacen?

Las hélices convierten la energía rotacional generada por el motor en el empuje necesario para el desplazamiento de un barco. Descontando el diseño de esta, cuanto más grande sea más eficientemente trabajará. El problema radica en conseguir un equilibrio entre este tamaño y la capacidad del motor para hacerla rotar a su régimen de trabajo idóneo.

• ¿Como puede ser una hélice?

Su tamaño:  Queda definido por dos datos; El diámetro total de la hélice y el paso de sus palas, es decir lo inclinado que están y por tanto la capacidad de impulsar agua. Estos dos datos son los más importantes para diferenciar una hélice de otra.

Generalmente un diámetro pequeño se corresponde con un motor de pequeña potencia, o con un barco diseñado para desplazarse a mucha velocidad.

El paso de la hélice se corresponde con el avance teórico que genera la hélice al girar esta una vuelta. Puesto que el agua es un medio no sólido y por tanto se producen rozamientos y deslizamientos el avance real será siempre a regímenes de funcionamiento óptimos, algo inferior al teórico.

Materiales : Pueden ser de muchos tipos, entre ellos de aluminio, acero inoxidable, bronce, o materiales compuestos. Las hélices en ‘composites’ trabajan bien y no son muy caras. Las de aluminio son las más utilizadas debido a la gran cantidad de medidas con que pueden ser fabricadas y las diversas condiciones y revoluciones con que pueden ser utilizadas. Las de bronce y acero inox son las que ofrecen las mejores prestaciones y duración frente al paso del tiempo, y son muy adecuadas para barcos que se desplacen a mucha velocidad:

Una hélice perfecta debería pesar lo mínimo, ser lo más rígida posible, no verse alterada por el entorno marino y poderse reparar con facilidad. Por todo ello un material muy indicado si no fuera por su elevado precio y dificultad para trabajarlo y repararlo sería el Titanio que es totalmente inmune a la oxidación, liviano y muy tenaz.

Existen distintas aleaciones muy adecuadas para la fabricación de hélices pero las investigaciones en materiales compuestos son más que prometedoras. Además de ser totalmente inmunes a la oxidación y muy livianas, las hélices en  ‘composites’ tienen un comportamiento frente al impacto muy diferente que las de metal. El daño queda localizado solo en la zona del golpe sin comprometer todo el eje o la reductora como a veces ocurre con las hélices de metal.

	Peso	Flexibilidad	Reparabilidad	Coste
Composite	Bajo	Media	No es posible	Baja
Aluminio	Medio	Pequeña	Fácil	Media
Acero Inox	Alto	Baja	Difícil	Alto
Bronce	Alto	Baja	Fácil	Alto

¿Cómo elegir la hélice perfecta?

La elección de una hélice es determinante en las prestaciones finales de una embarcación. El mejor barco con una hélice inapropiada es como tener un perfecto equipo de música de alta fidelidad y unos altavoces chapuceros. Un resultado desastroso.

Puesto que a igualdad de eslora los barcos son utilizados para aplicaciones muy distintas, existen muchas hélices distintas para una misma eslora de barcos. La clave fundamental es escoger una hélice que permita trabajar a los motores a su régimen optimo de trabajo. Las revoluciones alcanzadas al abrir gases a fondo deben caer dentro del par máximo alcanzado teóricamente por el motor. El conocido como ‘wide open throttle’ (WOT) debe pues caer en un régimen de revoluciones idóneo y característico para cada motor y puede ser conocido en su manual de utilización. Dependerá en gran medida de si se trata de un motor gasolina o diesel.

¿Cuándo cambiar de hélice?

Obviamente si está hecha polvo. Pero 

si las prestaciones conseguidas son muy inferiores a las que en teoría debía conseguir, piense también en sustituirla. Aproveche para elegir una de acero inoxidable, si su bolsillo se lo permite.

Una hélice bien escogida debe permitir alcanzar el régimen de revoluciones a máximo de gases (WOP) en la zona de la curva en donde el motor entrega el máximo de potencia. El paso de una hélice y las revoluciones están inversamente relacionadas: Al incrementar el paso se reducen las revoluciones que el motor es capaz de alcanzar. Podemos tomar como referencia que un cambio de un grado en el paso de las palas modificará unas 200 rpm el régimen del motor. Por tanto si su motor no es capaz de alcanzar a tope de gases (WOP) las revoluciones a las que el motor entrega su máxima potencia, piense en reducir el  paso de la hélice en tantos grados como sean necesarios.

Por ejemplo su motor intraborda ofrece el par máximo a 2800 rpm, pero con la palanca a fondo, el motor solo alcanza las 2200 rpm (suponiendo que no es un problema de mantenimiento de filtros o mal estado del motor) entonces deberíamos cambiar la hélice por una de 3 grados menos de paso.

En vez de ajustar el ángulo de palas es posible jugar con el diámetro de la hélice. Si tenemos que aumentar el ángulo, podríamos aumentar el diámetro de la hélice dejando el mismo paso, y por el contrario, en vez de disminuir el ángulo, podríamos bajar el diámetro.