Cavitación y vocabulario sobre hélices

CAVITACIÓN: Cuando una hélice gira sus palas expulsan el agua hacia atrás, dejando un vacío que es inmediatamente ocupado por nuevas moléculas líquidas. Si la velocidad de giro sobrepasa ciertos límites, el agua expulsada lleva tal fuerza que impide que el vacío formado pueda ser ocupado por otras moléculas de agua.
Este fenómeno se llama cavitación, la cual se manifiesta en un aumento del número de revoluciones (giro en vacío) ruidos, vibraciones y formación de espuma en la popa. El fenómeno de la cavitación está directamente relacionado con la depresión que se crea en la cara anterior de las palas de la hélice.
Por principio de Física sabemos que la temperatura del agua varía en función de la presión atmosférica: el agua hierve a 100º C (si está situada a nivel del mar) pero lo hace a menor temperatura si se sitúa en el alto de una montaña; ello es debido a que la presión atmosférica es menor. Pues bien, las palas de una hélice girando a gran velocidad crean tal depresión en su cara anterior que el agua hierve a temperatura ambiente; las burbujas que salen entonces de la hélice no son de aire, sino estrictamente de vapor de agua. Estas burbujas se desplazan rápidamente hacia atrás, hasta encontrar una zona de mayor presión donde volverán a convertirse en agua implotando (lo contrario de explotar) contra las propias palas de la hélice y arrancando en cada choque una microscópica partícula de metal.
El origen de las burbujas está en el borde de ataque de la hélice, pero el daño se manifiesta en la parte posterior con el aspecto de una corrosión, que va retrocediendo en su proceso destructivo hasta el centro de la pala.
Una hélice en cavitación puede consumirse por completo en el plazo de pocos días.
La cavitación se manifiesta con mayor intensidad cuanto mas rápido es el barco, cuanto mas deprisa giran las hélices. Se evita reduciendo las revoluciones del motor y aumentándolas paulatinamente. La cavitación disminuye, así mismo, el rendimiento del motor.

BREVE VOCABULARIO SOBRE LAS HÉLICES

Aireación. Efecto de absorción de aire por las palas de la hélice debido a la proximidad de éstas con la superficie del agua, o inducido por la carena de la embarcación; es sinónimo de ventilación.

Cavitación. Turbulencia del agua en las palas debida a una perturbación en el paso del flujo en las palas de la hélice. El agua, entonces, se transforma en vapor que produce una energía parásita que puede llegar a quemar el metal.

Contrarrotación. Para anular el efecto de par (véase efecto de par) que afecta a la conducción y endurece el timón de una embarcación, es posible, a condición de disponer de dos motores aptos para la contrarrotación, equiparlos de hélices que giren en sentido contrario. De este modo se neutraliza el par de inversión que produce cada una de las hélices.

Cuchillas. Es el nombre que familiarmente se utiliza en los ambientes de competición para designar las hélices cuyas palas tienen un borde de salida ancho y rectilíneo y un borde de ataque afilado y curvo como el filo de un cuchillo.

Cup. Es la concavidad dada a la pala de una hélice (motores fueraborda o Z Drive) con el fin de mejorar su rendimiento en el terreno de la velocidad pura. Con el mismo paso, una hélice deportiva puede permitir bajar el régimen del motor hasta 300 rpm por debajo de su máximo.

Diámetro. Hace referencia al diámetro exterior de la hélice, es decir, la distancia del centro del cubo hasta el extremo de la pala, multiplicado por dos.

Efecto de par. También "par de inversión", es la fuerza de rotación de la hélice que genera una fuerza contraria. Si la hélice gira en sentido de las agujas del reloj, tiende a llevar el barco hacia babor. Si gira en sentido contrario, la embarcación tiene tendencia a ir hacia estribor. En marcha atrás, este fenómeno se invierte.

Paso. Es la distancia - por lo general expresada en pulgadas - que recorre la hélice después de efectuar una revolución completa. Por ejemplo, una hélice de 17 pulgadas avanza, en teoría, 43 cm en un giro.

Picking. Con este término designan los profesionales la quemadura provocada en las palas por la cavilación. Es un fenómeno que afecta en especial a las hélices de aluminio (más frágil que el acero inoxidable).

Rake. Es el grado de inclinación de la pala hacia atrás en relación a una línea imaginaria trazada en la perpendicular del cubo de la hélice. Las hélices para embarcaciones de recreo disponen de un rake que va de 5 a 20 grados, mientras que determinadas hélices de alto rendimiento pueden alcanzar hasta 30 grados de rake, lo que quiere decir que tienen un perfil hidrodinámico más plano.

Ventilación. Por lo general, se debe a una inmersión insuficiente de la hélice, que toma aire al mismo tiempo que agua. Asimismo, se puede producir por una colocación demasiado elevada del motor o de un trim excesivamente positivo, que en el momento de hacer viradas cerradas crea una perturbación en el flujo de agua que alimenta la hélice. La ventilación se nota por un ruido característico y produce, a la larga, una erosión de la pintura de las palas.