La hélice es el elemento técnico unitario más importante de una embarcación de acuerdo al documento técnico de pesca número 383 de la FAO. Según este organismo especializado de la ONU, su diseño y características repercuten directamente en el grado de eficiencia de la utilización del combustible. Además, anota que es importante tener presente que su construcción no es nada sencilla, en particular en el caso de las hélices de los arrastreros, para cuyas características técnicas hay que recurrir a personal cualificado y con experiencia.
¿Cuál es la función de la hélice? Conforme a lo detallado y puntualizado en el escrito de la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura, publicado en Italia en el 2005, la respuesta es evidente: convierte la fuerza que produce el motor en impulso para mover la embarcación en el agua. Acorde con lo analizado por la FAO, al diseñarla es importante garantizar su eficiencia para propulsar el barco.
Diámetro
El documento técnico de pesca número 383 de la FAO afirma que el diámetro de la hélice es el factor individual más importante que determina su grado de eficiencia. Funciona expulsando agua de la popa de la embarcación para que avance. Desde el punto de vista de la eficiencia, es preferible expulsar de la popa una gran cantidad de agua con un ritmo relativamente lento, que expulsar rápidamente un volumen pequeño para conseguir el mismo impulso hacia adelante. Por consiguiente, el diámetro de la hélice siempre debe ser el más grande posible teniendo en cuenta las características de la embarcación (con la debida distancia entre las palas y el casco) para que pase por la hélice el mayor volumen de agua posible.
Revoluciones del eje
La FAO también apunta que cuanto mayor sea el diámetro de la hélice, menos revoluciones por minuto se necesitarán para absorber la misma fuerza. Por consiguiente, una hélice eficiente no solo debe tener el diámetro más grande posible, sino que también es necesario que las revoluciones del eje sean lentas. Esto se consigue por lo general instalando un dispositivo reductor entre el motor y el eje de la hélice. Sin embargo, hay que recordar que una hélice grande y un dispositivo con gran capacidad de reducción siempre son más caros que una hélice más pequeña y un dispositivo más sencillo.
Cavitación
Para la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura, la cavitación es un problema causado por el mal diseño de la hélice y, si bien no incide directamente en el grado de eficiencia de la utilización de combustible, indica que la selección de la hélice instalada no era correcta; a largo plazo, los efectos de la cavitación pueden provocar un aumento de consumo de combustible.
Además, el organismo refiere que la cavitación se produce cuando la presión en la cara anterior de las palas de la hélice es tan baja que se forman burbujas de vapor y turbulencias. Cuando las burbujas de vapor pasan por la superficie de las palas desde las zonas de menor presión, estallan y se condensan para volver a convertirse en agua. Normalmente, las burbujas se forman cerca del borde de ataque de la cara anterior de las palas de la hélice y estallan cerca del borde de salida, en general, con mayor incidencia en el extremo de las palas.
El estallido de las burbujas de vapor puede parecer algo sin importancia, pero en realidad es un fenómeno muy violento que produce desgaste y corrosión en la superficie de las palas y puede llegar incluso a agrietarlas. Por extraño que parezca, la cavitación suele ir acompañada de un bajo consumo de combustible, porque la hélice no puede absorber la potencia transmitida por el motor y éste funciona con subcarga.
La única solución para el problema de la cavitación consiste en cambiar la hélice. Se puede examinar la posibilidad de instalar una hélice con más palas, o con un diámetro más grande.
Número de palas
Asimismo, la FAO destaca que en general, a una velocidad determinada de rotación del eje (RPM), cuanto menos palas tenga una hélice mejor será. Sin embargo, si tiene menos palas, cada una de ellas soportará una carga mayor. Esto puede causar mucha vibración, sobre todo en una hélice de dos palas, y contribuir a la cavitación. Cuando el diámetro de la hélice está limitado por el tamaño del vano, quizá sea preferible que el eje gire a menos revoluciones y la fuerza se absorba con un mayor número de palas.
Superficie de las palas
Del mismo modo, el ente especializado de la ONU manifiesta que una hélice con palas angostas, en la cual la relación entre la superficie total de las palas y el área engendrada por el radio es baja, resulta más eficiente que una con palas anchas. Sin embargo, las hélices con una relación baja de la superficie de las palas son más propensas a la cavitación porque el empuje de la hélice se distribuye sobre una superficie más pequeña de las palas. Para prevenir la cavitación, la relación de la superficie de las palas debe ser mayor que el valor más eficiente.
