La evolución de las hélices de los barcos: de la antigüedad a la era moderna

Las hélices han sido una parte esencial de la navegación por agua durante miles de años. Desde la antigüedad, se han utilizado diversos tipos de hélices para propulsar barcos y embarcaciones.

En la Grecia clásica, se utilizaban hélices manuales o remos para impulsar barcos de guerra y comerciales. Estas hélices se basaban en la fuerza física de los remeros, que movían los remos hacia atrás y hacia adelante para generar propulsión.

Durante la Edad Media, los barcos a vela se convirtieron en la forma dominante de transporte marítimo. Sin embargo, algunos barcos también se equiparon con hélices manuales o hidráulicas, que se utilizaron para maniobrar en puertos y canales estrechos.

A mediados del siglo XIX, la introducción de la tecnología de vapor permitió la creación de hélices de vapor. Estas hélices se basaban en la energía del vapor para generar propulsión. La hélice de dos palas fue la primera en ser utilizada en barcos a vapor, pero pronto se descubrió que las hélices de tres y cuatro palas eran más eficientes y generaban mayor velocidad.

En el siglo XX, la tecnología de las hélices se revolucionó con la introducción de la hélice de paso variable. Esta innovación permitió que los barcos ajustaran el ángulo de sus hélices para adaptarse a diferentes condiciones de navegación, mejorando significativamente la eficiencia y el rendimiento.

En la actualidad, la investigación y el desarrollo de nuevos materiales y tecnologías están llevando la evolución de las hélices a un nuevo nivel. Las hélices de fibra de carbono y otros materiales compuestos son más ligeras y resistentes que las hélices de metal tradicionales, lo que mejora la eficiencia y la velocidad de los barcos. Además, la propulsión eléctrica, que utiliza hélices de alta eficiencia, se está volviendo cada vez más común en la industria marítima.

La evolución de las hélices de los barcos ha pasado de las hélices manuales y de remo en la antigüedad a las hélices de vapor en el siglo XIX, y finalmente a las hélices de paso variable y tecnologías de fibra de carbono y propulsión eléctrica en la actualidad. Esta evolución ha mejorado significativamente la eficiencia y la velocidad de los barcos, permitiendo un transporte marítimo más rápido, seguro y económico.

Los tipos de hélices más utilizadas que existen en el mercado

En la actualidad, existen varios tipos de hélices utilizados en diferentes aplicaciones navales, desde pequeñas embarcaciones de recreo hasta grandes buques comerciales y militares. A continuación, se presentan algunos de los tipos de hélices más comunes:

Hélices de paso fijo

Hélices de paso fijo

Son las hélices más comunes y consisten en un conjunto de palas fijas que giran alrededor de un eje central. Estas hélices son efectivas para proporcionar una fuerza de propulsión constante y son utilizadas en una variedad de embarcaciones de recreo y comerciales.

Hélices de paso variable 

Hélices de paso variable

Estas hélices permiten ajustar el ángulo de las palas para adaptarse a diferentes condiciones de navegación. Los buques militares y de investigación a menudo utilizan hélices de paso variable para maximizar la eficiencia del combustible y la velocidad en diferentes situaciones.

Water Jets 

Sistema Water Jets

Los water jets son un tipo de propulsión que utiliza chorros de agua para mover el barco en el agua en lugar de hélices tradicionales. Los water jets se componen de una bomba de alta presión, una toma de agua, un conducto y una boquilla de salida. La bomba de alta presión aspira agua a través de la toma de agua y la dirige hacia la boquilla de salida a alta velocidad, lo que impulsa el barco hacia adelante.

Los water jets tienen algunas ventajas en comparación con las hélices tradicionales, como una mayor maniobrabilidad y capacidad para operar en aguas poco profundas. También son más seguros ya que no tienen partes móviles externas que puedan causar daños o lesiones en caso de impacto con objetos flotantes o submarinos.

Sin embargo, los water jets también tienen algunas limitaciones, como un mayor consumo de combustible en comparación con las hélices tradicionales y una menor eficiencia a bajas velocidades. Además, los water jets pueden ser más costosos de mantener y reparar debido a la naturaleza de su diseño y los componentes necesarios para su funcionamiento.

Los water jets son una forma alternativa de propulsión para los barcos que ofrecen algunas ventajas en términos de maniobrabilidad y seguridad, pero también tienen algunas limitaciones en términos de eficiencia y costos. Su uso depende de las necesidades y preferencias del propietario del barco y de las condiciones en las que se utilizará.

Las calificamos como hélice debido a su parecido, pero realmente actúa más como bomba que como hélice, ya que está instalado en el interior del buque. 

Hélices contrarrotativas 

Hélices contrarrotativas

También conocidas como hélices gemelas, estas hélices tienen dos conjuntos de palas girando en direcciones opuestas para reducir la vibración y mejorar la maniobrabilidad en barcos grandes y pesados. Son usadas normalmente en torpedos y botes rápidos. Aunque sus buenas propiedades hidrodinámicas eran muy conocidas,no consiguieron mucha popularidad como propulsores de los buques debido a la complejidad mecánica asociada con ejes largos, sus rodamientos y sellado.

Sin embargo, el concepto CRP fue usado con éxito en algunos buques mercantes, principalmente en Japón. Se tiene conocimiento de haber conseguido un ahorro de potencia de hasta un 16 % en un buque al que se le cambió una hélice convencional por una CRP.

Hélices de empuje azimutal

Hélices de empuje azimutal

Estas hélices se montan en una unidad giratoria en la parte inferior del casco del barco y se utilizan para proporcionar una fuerza de propulsión que se puede girar en cualquier dirección. Se utilizan comúnmente en barcos de servicio portuario y en plataformas offshore.

Hélices de superficie

Hélices de superficie

Estas hélices se encuentran en la parte superior del casco del barco y están diseñadas para reducir la resistencia del agua en la superficie. Son utilizadas comúnmente en embarcaciones de alta velocidad, como lanchas rápidas y barcos militares.

Propulsores de eje vertical Voith-Schneider

Propulsores de eje vertical Voith-Schneider

Los propulsores de eje vertical Voith-Schneider son un tipo de hélice especial utilizada en aplicaciones marítimas, como en barcos y buques. Estos propulsores son muy versátiles y pueden proporcionar una gran maniobrabilidad al vehículo.

La hélice Voith-Schneider consta de una serie de palas radiales que se mueven alrededor de un eje vertical. Cada pala tiene una forma especial que le permite generar una fuerza en cualquier dirección, lo que permite al operador controlar la dirección del vehículo con mucha precisión. Además, el ángulo de inclinación de las palas se puede ajustar para proporcionar empuje hacia adelante o hacia atrás.

Estos propulsores son muy populares en barcos y buques que necesitan maniobrar con precisión en espacios reducidos, como puertos o canales estrechos. También se utilizan en embarcaciones de investigación y en buques militares para mejorar la maniobrabilidad y el control.

En general, los tipos de hélices utilizados en una embarcación dependen de muchos factores, como el tipo de barco, el uso previsto, la velocidad y la eficiencia requeridas, entre otros. Cada tipo de hélice tiene sus propias ventajas y desventajas y debe seleccionarse cuidadosamente para cumplir con los requisitos específicos de la embarcación.