giro acorde a las características de la hélice instalada. La velocidad de giro de los motores es demasiado elevada y por ello necesitamos reducirla de la misma manera que en un coche necesitamos una caja de cambios.

A pesar de encontrarse escondida en el rincón más oscuro y profundo de la sentina, no debe permanecer ignorada. La transmisión de un barco tiene muy poco que ver con la de un coche ya que no tiene diferentes marchas o velocidades.  La inversora es la pieza que permite ajustar el régimen de giro del motor con el del eje de la hélice de tal modo que a velocidad de crucero, el motor vaya a las “rmps” en la que funciona mejor o sea su par máximo. La segunda función fundamental de la inversora es la de poder invertir el sentido de giro de la hélice y así disponer de marcha atrás, una posición neutral y marcha avante.

En esta inversora el embrague central situado en la parte inferior, es el que permite decidir por el engranaje helicoidal de la izquierda, o bien por la unión mediante un tercer eje de piñones entre los dos ejes de la parte derecha.

Al meter avante o atrás, la función del embrague no es tan crítica como en un vehículo, pues la hélice trabaja en el agua y por tanto puede “patinar” en el "medio", a diferencia de las ruedas de un vehículo en la carretera en la si soltamos el embrague bruscamente calaremos el motor.

Existen diferentes soluciones adaptadas a diferentes barcos y potencias de motorización. Desde la reductora totalmente mecánica, a las que son operadas de forma hidráulica, y hasta con sistemas de transmisión totalmente hidráulicos en donde la potencia es transmitida por el flujo de un aceite movido por una bomba conectada a la salida del motor que es enviado por unos latiguillos de alta presión, hasta una turbina conectada en el eje de transmisión en cuyo extremo se encuentra la hélice.

Conocido como "V" drive por permitir un ángulo parecido al de la letra "V" entre la entrada y la salida de potencia. Es ideal para conseguir invertir el sentido de la transmisión de potencia.

A la salida del motor

Inversoras, reductoras, acoplamientos del eje, transmisión, cojinete de empuje, Dampers, o cardanes.…

Desde que el motor produce potencia a la salida del cigüeñal, hasta que esta energía es aprovechada en la hélice, distintos elementos se encargan de transmitir esta potencia y soportar las fuerzas correspondiente.

Cada uno de estos elementos tiene un cometido bien definido y a veces varios de ellos están integrados en un mismo dispositivo, y por esta razón a veces se habla indistintamente de transmisión, de inversora, o de reductora. Pero cada uno de ellos tiene un cometido distinta. 

Diferentes sistemas con diferentes tecnologías y de diferentes fabricantes. Por ejemplo, la transmisión de potencia puede efectuarse de forma lineal o con un águlo. Existen barcos en los que la disposición de la bancada del motor y la salida de la hélice requieren que la potencia transmitida necesite un cambio de sentido, es lo que se conoce como “V Drive”.  Estas transmisiones en “V” hacen también las veces de reducción en el régimen de giro, y también ofrecen la función de inversión de giro para la marcha atrás.

“V”Drive: El diámetro de los engranajes y sus piñones da una idea de la gran fuerza que han de soportar como consecuencia de la reducción en el régimen de giro y por tanto del aumento del momento angular (fuerza de giro). El hecho de utilizar piñones helicoidales permite aumentar la superficie de contacto entre piñón y piñón y por tanto aumentar la potencia transmitida. La fabricación de este tipo de engranajes es cara y de allí el alto precio de las transmisiones, inversoras y reductoras.

El cuidado de la inversora

La verdad es que soportan lo indecible sin rechistar, lo cual no quiere decir que nos debamos olvidar de ellas. Incluso en el primer barco que tuve, ni siquiera sabía que existía tal mecanismo y por tanto nunca verifiqué su nivel de aceite. Al final me enteré de su existencia y entonces comprobé como prácticamente estaba sin aceite en la caja, a pesar de lo cual nunca falló.

Lo cierto es que el mantenimiento de una inversora requiere simplemente comprobar una vez al año el nivel del aceite de la caja, que permite que todos los piñones funcionen con su correcta lubricación. Para ello, el tapón de plástico por el que rellenar si fuera necesario un poco de aceite, tiene una pequeña varilla con dos marcas de nivel para dejar la caja en su nivel adecuado.

Nunca debemos sobrepasar el nivel superior pues el esfuerzo de mover el aceite en el interior de la caja produciría enormes pérdidas de potencia por fricción del aceite y un gran calentamiento en la inversora. Si nos pasamos de líquido, sin duda debemos aspirarlo para dejar el nivel en su justa medida.

Las inversoras más utilizadas,  a diferencia de la "V"Drive,  tienen la salida al lado de contrario de la entrada, quedando interpuesta entre el eje de la hélice y el motor del barco. Existen muchos modelos, alguno de los cuales ofrecen un ligero ángulo de salida respecto al eje de entrada (la primera de la izquierda), y dependiendo de su tamaño y potencia tendrán asistencia hidráulica para su manejo.

Adaptar el régimen de giro

Para reducir el régimen de giro que sale del cigüeñal del motor, bastaría con pensar en un par de engranajes con un número de piñones adecuado. Y esto es realmente lo que hace una reductora/inversora.

¿Si son tan sencillas, entonces por qué son tan sorprendentemente caras? Dejando aparte políticas comerciales y de mercado, aunque en teoría se trata de un elemento sencillo, la realidad es que al reducir la velocidad del giro aumenta la “fuerza” o el momento del par que ha de soportar este sistema mecánico. En definitiva, los piñones utilizados son de mucho tamaño y con diseños adecuados para poder soportar mucho esfuerzo mecánico. Al final las inversoras tienen un montón de mecánica interior y no son tan triviales, pues necesitan apoyo hidráulico para activar el cambio de engranaje.

Lo mismo ocurre con un simple eje que transmita una misma cantidad de potencia o trabajo. Si gira muy rápido, lo cual es muy inadecuado en los barcos, su diámetro puede disminuir de forma sustancial, pero cuando esa misma potencia es transmitida a poca velocidad de giro, es necesario aumentar el diámetro del eje para que éste pueda soportar la transmisión de esa misma cantidad de potencia.

De forma “equivalente” ocurre con la electricidad, con la que para transmitir una misma cantidad de potencia eléctrica, tendremos que aumentar la sección del cable (equivalente a la sección del eje de transmisión del motor en este ejemplo) en la medida en que disminuye el voltaje (equivalente a la velocidad de giro del eje) al que se transmite esa misma potencia. Por esta misma razón, hay barcos en los que la tensión del parque de baterías es de 24 voltios, sólo para que los cables por los que circula la potencia (eléctrica) puedan ser de menor sección y de menor coste.

A partir de los 50 ó 70 CVs, las reductoras o inversoras suelen tener bombas de aceite interna para generar presión con la que controlar sus mecanismos, y este aceite se calienta por lo cual necesitan un sistema de refrigeración, que sumado con los mecanismos de inversión de giro, acaban por complicar la ingeniería de estos elementos.

Un típico motor diesel gira a la salida del cigüeñal a unos 2.000 rpms y una hélice girando a esta velocidad tendría que ser pequeña y por tanto ineficaz. La relación de piñones entre la entrada y la salida es lo que se llama relación de reducción. Si por ejemplo fuera 2:1, significaría que por cada dos vueltas a la salida del cigüeñal, la hélice giraría solo una vuelta.

Como se trata de una reducción mecánica, esta viene fijada por sus engranajes y por tanto no es posible modificar, a no ser que cambiemos toda la reductora. Y es por esta razón, por la que si tenemos que “afinar” el  rendimiento de nuestro barco, tengamos que cambiar de tamaño o paso de hélice, más sencillo que tener que cambiar toda la reductora, lo cual sin duda sería otra opción pero mucho más cara.

Un fabricante de reductoras ofrecerá un mismo modelo en diferentes relaciones de reducción por ejemplo 1,5:1 o bien 2,2:1, o incluso con reducciones más elevadas como por ejemplo 2,6:1. Pero existen muchas soluciones mecánicas de muchos fabricantes, por ejemplo para barcos de grandes potencias y con hélices de paso variable existen transmisiones que ofrecen diferentes “marchas” o factores de reducción que permiten ajustar el régimen de giro de la hélice y por tanto el rendimiento del barco al tipo de trabajo que vaya a realizar.

Muchas transmisiones tiene la posibilidad de retirar una tapa que cubre un engranaje desde el cual poder extraer potencia para por ejemplo mover un grupo hidráulico auxiliar necesitado en el barco. En caso de ser utilizado, es en este punto donde se conecta un engranaje que toma potencia para algún sistema auxiliar.

Cómo funciona la inversora

La inversión en la dirección de giro se logra mediante un mecanismo de doble embrague (en la mayoría de los modelos) que permiten elegir entre dos ejes que giran en sentidos contrarios. Diferentes fabricantes ofrecen diferentes soluciones, pero el esquema propuesto en la figura explica el funcionamiento de la gran mayoría de ellos.

En el acoplamiento a la salida del motor (1), la conexión se establece a través de un disco con acoples de goma que favorece la suavidad entre la salida del motor y la entrada a la inversora. Los engranajes (1) y (5) giran siempre en sentidos opuestos y por tanto así lo hacen también los ejes internos (2) y (6) de los dos embragues de Avante y Atrás.

En el sentido de “Avante”, la transmisión se establece (en flechas azules) a través del embrague de avante (2). En Avante es el embrague (2) el que trabaja transmitiendo la potencia a través de la parte exterior del embrague a la corona (3) que mueve el engranaje (4), que a su vez hace girar el engranaje de salida (5) en dirección de Avante al eje de la hélice (8).

En esta situación, aunque la parte interna del embrague de "Atrás" gira movido por el eje interno de marcha atrás no transmite el movimiento a la parte exterior de este embrague. Cuando hay que meter la marcha atrás, simplemente bastará con cambiar el estado de estos dos embragues, pasando la potencia de (1) a (5) y por tanto hasta el embrague de Atrás (6) que trasmitirá el movimiento a (7) por su corona exterior y este a su vez al engranaje de salida (5) pero que esta vez girará en sentido contrario.

El cojinete de empuje

No perdamos el norte. Al final de lo que se trata es de lograr que el barco “ande”. Es decir el fin último del motor es generar fuerza para que el barco se mueva. Y esta fuerza se crea en las palas de la hélice debido al movimiento y reacción de la masa de agua trasladada.

La hélice es por tanto el primer elemento que “empuja” el barco hacia delante y como está firmemente unida al eje de transmisión, la fuerza de empuje que puede llegar a ser de muchas toneladas en los grandes barcos, es transmitida al eje que gira.

El eje de transmisión además de hacer girar la hélice es por tanto el que “empuja” el barco hacia delante. Y esa fuerza de empuje tiene que ser “descargada” al barco en algún elemento mecánico pues en caso contrario el eje acabaría destrozando la inversora o el motor de tanto hacer presión y fuerza.

Es el cojinete de empuje el que transmite el “empuje” de la hélice al barco. Para ello existen diferentes modelos en el mercado, algunos de los cuales además permiten acoplar el eje con el motor y absorber pequeños desalineamientos entre el eje del motor y el eje de la hélice. Todo cojinete de empuje está formado por un conjunto de rodillos y no bolas, para que la fuerza sea transmitida desde el eje de giro a la parte exterior del cojinete que a su vez está fijo a través de una bancada al casco del barco.

Este pequeño motor y su transmisión carecen "aparentemente" de rodamiento de empuje. La realidad es que tal rodamiento está "incluido" dentro de la inversora, y por tanto es la inversora la que empuja el barco hacia delante, transmitiéndose el empuje a través de los "silent blocks" a la bancada y esta al casco.

En motorizaciones pequeñas en donde la fuerza de empuje generada es pequeña, a veces la reductora actúa como “transmisor” de esta fuerza de empuje y el barco carece de cojinete de empuje, pues este está metido directamente en la misma inversora/reductora.