El mundo de las hélices para embarcaciones es fascinante. Y mucho más el de aquellas que lo son para velocidad y alto rendimiento. Pero no sólo se trata de la hélice; también lo es el sistema de transmisión que le permite ese desempeño. Una breve introducción en este mundillo para saber de qué se trata.
Cuando hablamos de hélices de superficie, no nos referimos a hélices de aviones, sino de hélices netamente de alta performance para una amplia gama de embarcaciones deportivas y/o de aplicaciones especiales donde se logran velocidades superiores a las estándar, no solamente en embarcaciones de regata, seguridad o de fuerzas especiales, sino también aplicadas a sofisticados equipos construidos por astilleros internacionales: Cigarette, Magnum Marine, Pershing, Azimut, Donzi, entre otras marcas de yates a motor y lanchas del tipo offshore, en potencias que van desde los 500 hp hasta bastante más de 2500 hp totales en esloras que rondan entre los 80 a 90 pies de eslora máxima.
Claro que para hablar de estas hélices, denominadas hélices de superficie, es necesario hablar de Howard Arneson, nacido en California, Estados Unidos. Arneson –quien vivió hasta los 99 años- desarrolló un tipo de transmisión que quedó asociada por siempre a la alta performance de los barcos recreativos y de requerimientos específicos: la transmisión Arneson y las hélices recreadas para dicha transmisión. Obviamente, el sistema quedó patentado a su nombre y reconocido mundialmente por su desempeño.
Descripción del sistema
Las transmisiones Arneson utilizan hélices de diseño muy diferente a las convencionales: palas de corte con ángulo, borde de ataque afilado y afinado para penetrar en el flujo de agua (cara activa) y, en contraposición, el borde de salida de flujo más gruesa y recta. Pueden ser de cuatro (mucha velocidad) y hasta seis palas si se pretende una buena performance en equipos de más desplazamiento.
Estas hélices no funcionan debajo del casco sino por el contrario, bastante alejadas del espejo, permitiendo operar por fuera del flujo laminar generado por la carena. De esta forma, se consigue una mejor eficiencia del conjunto. Debido a que el eje se prolonga por fuera del casco hacia popa en forma decreciente, puede lograrse hasta un 20% más de rendimiento respecto de las líneas de ejes tradicionales (eje-timón convencional), pero no respecto de la transmisión jet.
El sistema de transmisión Arneson tiene unos 15 modelos diferentes (ASD6 / ASD16), y pueden ser propulsados por motores nafteros o diesel, aunque también hay algunos proyectos que la propulsión es a gas mediante turbinas especiales.
El sistema Arneson puede ajustarse el ángulo del eje en forma vertical (trim) y el ángulo horizontal (como un timón) para el gobierno y maniobra de la embarcación. Para el rendimiento efectivo, con la embarcación lanzada a pleno, la hélice debe estar ubicada a media agua, es decir, mitad sumergida y mitad fuera del agua, lo cual reduce la resistencia en forma notoria. Estamos hablando de hélices supercavitantes.
A partir del diseño de Arneson, se han realizado algunas variantes de importancia técnica, aunque se mantiene en forma genérica el concepto inicial. Por ejemplo, el extinto ingeniero italiano y piloto motonáutico Fabio Buzzi desarrollo su propia transmisión la cual, a diferencia de la Arneson, mantiene el eje por detrás de popa, pero con un timón situado justo detrás de la hélice, además de un novedoso sistema de escape que permite que los gases salgan por debajo de la hélice, generando una mayor ventilación.
Tanto el sistema Arneson como el sistema Buzzi, son las dos transmisiones más conocidas y utilizadas en las embarcaciones deportivas de regata y aquellas de alta performance. Por supuesto, ambos modelos tienen una estabilidad de rumbo excelente en navegación franca y bastante limitada en maniobra restringida.
La empresa Helice France tiene seis sistemas muy similares construidos en acero inoxidable y bronce.
A su vez, Victory Design (Italia) tiene desarrollos técnicos de hasta 3000 hp que permite subir y bajar a voluntad un timón en composite, reduciendo la superficie mojada. En todos los casos, los nuevos desarrollos siempre se basan en el sistema Arneson, con las variantes y actualizaciones que la ingeniería impone por estos años.
Cómo funciona la hélice
Las hélices de superficie logran conseguir la ventilación o aire en las palas en forma inmediata, logrando en forma más rápida y constante la supercavitación. Cuando el número de cavitación es menor que el de la carga efectiva de la hélice, los propulsores alcanzan prestaciones similares a los modelos sumergidos supercavitantes, salvo que la cara succionadora de la hélice (lado pasivo) en lugar de tener presión del agua (vapor de agua) tendrá la presión atmosférica del aire en superficie (estarán ventiladas). Como estos sistemas giran a muchas RPM, se puede comprobar mediante filmaciones o fotografías de alta velocidad que las caras de presión de las palas de las hélices siempre están mojadas en cada rotación, mientras que las caras de succión estarán siempre secas debido a que se encuentran ventiladas.
Al entrar en el agua, la pala de este tipo de hélices arrastra una burbuja de aire, desplazando la cavidad de vapor de agua que se formaría en otras condiciones, evitando el colapso de burbujas (vibraciones, ruidos y la erosión (picaduras) de las palas), ya que las burbujas de aire colapsan con menos intensidad que las de vapor de agua.
El rendimiento de estas transmisiones pasa holgadamente entre un 30 y 40% respecto de las transmisiones convencionales con líneas de eje bajo carena. Para aquellos que desean identificarlos a simple vista, deben buscarlos en aguas abiertas y podrán detectarlos por el chorro de agua vertical que deja su estela, y velocidades que siempre serán muy superiores a las que vemos habitualmente.
Por: Gustavo Revel
