Muchos
sabrán que si con el barco casi parado, metemos un golpe de gas al
motor, el barco tiende a caer a una banda. Este efecto es mucho más
notable en marcha atrás ya que la forma del casco (su carena) no
está diseñada para navegar en marcha atrás
El efecto es importante y se deja
notar de forma notable en muchos barcos. El
efecto del empuje lateral al ser de la misma magnitud tanto en
marcha adelante como marcha atrás, tendrán una mayor relevancia al
dar atrás pues el barco suele tener poca arrancada al ir en marcha
atrás.
Muchos habrán
oído también que este efecto se debe a la diferencia de presiones
que encontramos en el agua en la parte alta de la hélice y la que
está a más profundidad. ¡Y así es!
Todos sabemos
que cuanto más profundo buceamos, más presión hay en el agua, a
razón de 1 atmósfera (1.013 milibares) por cada 10 metros de
profundidad. Es decir que en unos 30 centímetros que mide por
ejemplo el diámetro de una hélice en un barco de 8 ó 10 metros de
eslora, podremos medir una diferencia de presión de unos 30
milibares. Y esto no es nada despreciable…
Cuanto más
densa y sometida a presión esté el agua, más "agarrará" la pala de
la hélice en esta agua. Las palas al viajar en la parte inferior del
recorrido son más eficaces y por tanto el efecto de fuerza de reacción (que se
manifiesta en sentido contrario al sentido de avance de la pala)
será mayor en la parte baja que en la alta. El resultado es un
empuje lateral que tenderá a girar la popa del barco.
Se puede
entender mucho mejor si nos imaginamos que la hélice empieza a rozar
un fondo arenoso. Este fondo arenoso de poco calado puede ser
comparado a aguas muy, pero que muy densas. Todos nos daremos cuenta
que como consecuencia de este despiste, además de cargarnos la
hélice, esta empezará a ‘andar’ sobre el fondo como si se tratara de
una rueda sobre una carretera o un engranaje sobre una corredera de
piñones. La popa avanzaría en sentido contrario al de la mayor presión
lateral.
Si la hélice girando (en rojo) toca
el fondo (simulado en naranja) esta empieza a 'andar' (en verde)
como si fuera una rueda sobre un camino.
A mayor
diámetro de hélice, mayor diferencia de presiones en el agua y por
tanto mayor empuje lateral.
Pero existe
otro factor muy importante que contribuye a generar empuje lateral.
Cuanto más inclinado esté el árbol de la hélice más empuje lateral
se generará como consecuencia de un efecto que nada tiene que ver
con el anterior. Al inclinar el eje, cada pala va modificando el
ángulo de paso respecto a la proyección horizontal. La pala de un
lado puede llegar a disminuir mucho su empuje, mientras que al
actuar en el lado contrario su empuje puede aumentar
significativamente.
En la foto de esta maqueta
que hemos construido en Fondear, vemos un
árbol de hélice, inclinado unos 20º sobre una hoja de
papel, en la que se proyecta la sombra del eje, mostrando así
el ángulo de inclinación.
Vemos como la pala
superior de la imagen proyecta sobre la hoja de papel una superficie
muy inferior a la de la pala inferior. A mayor ángulo de
inclinación, mayor efecto, hasta llegar al máximo cuando el
ángulo de inclinación del árbol se hace igual al ángulo de palas
de la hélice.
El efecto será
máximo si llegáramos a inclinar el árbol tanto como el ángulo de
paso de la hélice. Los motores con colas "Z-Drive" y los
fuera-bordas no sufren de este efecto negativo, al trabajar el eje
de giro de la hélice de forma horizontal.
Puede costar
un poco entender este efecto, y para verlo podemos imaginarnos una
hélice de dos palas detenida, una de ellas mirando a estribor y la
otra a babor, y con un árbol con salida horizontal. No se manifiesta
este efecto. Ahora vamos dando más caída al árbol de la hélice
mientras miramos desde arriba sus palas. Observamos como mientras
una de ellas va desapareciendo, la contraria se ve cada vez mayor.
Estas son las proyecciones horizontales que trabajarán generando
distintos empujes en las aspas que bajan frente a las que suben.
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