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INTRODUCCIÓN
INTRODUCCIÓN
Actualmente existen diferentes tipos de sistemas de propulsión, así como aplicaciones. Se han hecho muchas investigaciones para tratar de obtener el sistema más eficiente y poder bajar los costos de operación (consumo de combustible) sin sacrificar el desempeño o vida de la embarcación, intentos de diseños radicales se han hecho sin obtener resultados, pero algunos otros han tenido éxito y han ido ganando popularidad conforme el campo marino se da la oportunidad de probar alguno de ellos, de cualquier manera, algunos de los diseños clásicos también han cambiado y aquí se mencionan los más comunes:
HÉLICES: TIPOS Y PRINCIPIOS
HÉLICES: TIPOS Y PRINCIPIOS
Hélices de paso fijo
Hélices de paso variables
Hélices de paso controlable
Sistemas de tobera
Azimutales
Water jets
Estos son solo algunos ejemplos de ellos para que el lector conozca las ventajas de cada equipo.
Paso Fijo: estas helices tambien se conocen como de “paso constante”, esto quiere decir que el paso en toda la superficie del aspa (excepto los angulos de aspa) no cambia, son usadas en la mayoria de las embarcaciones comerciales como remolcadores, arrastreros, pesqueros, etc.
Paso Variable: Como se mencionaba, la mayoria de las helices tienen un paso constante, pero hay algunas aplicaciones especiales (grandes barcos o embarcaciones de velocidad) donde la necesidad de obtener la maxima eficiencia posible es imperativa. En estas helices, el paso puede variar en cada radio (dependiendo del diseño), pero es mas comun encontrarse aquellas donde usualmente se reduce el paso cerca de las puntas para reducir la presion de las aspas y la posibilidad de cavitacion.
Water Jets: Estos sistemas trabajan como una bomba de succion, son muy usuales en botes de alta velocidad como botes patrulla o barcos para transporte de personal, algunos sistemas corren hasta 50 nudos.
Paso Controlable: Estas helices permiten al operador ajustar el paso a voluntad dependiendo del tipo de operacion, esto debido al mecanismo hidraulico o simplemente mecanico que permite que las aspas giren sobre su propio eje. Ofrecen una gran ventaja en cuanto al costo de operación, pero son considerablemente mas costosas que las solidas.
Azimutales: Esta es la opcion mas avanzada cuando la maniobrabilidad es realmente valiosa para la operacion del barco ya que estos sistemas giran 360° y el empuje puede direccionarse hacia cualquier lado. Existen con o sin tobera, aplican para embarcaciones comerciales que operan abajo de 14 nudos.
EFECTO DE LA HÉLICE EN UN BARCO
EFECTO DE LA HÉLICE EN UN BARCO
Efecto evolutivo
Lo primero es determinar qué es el efecto evolutivo de la hélice. Llamamos efecto evolutivo al movimiento que impera en un barco durante la maniobra. Es decir, si cuando un barco está navegando se gira el timón a babor, su movimiento será de caída de la proa a babor y caída de la popa a estribor. El barco evoluciona a babor.
Este efecto evolutivo se estudia en la curva evolutiva, que viene a ser la estela de un barco desde una situación inicial de parado y sin arrancado, posterior inicio de la maniobra con todo el timón a una banda y el círculo sobre el que girará permanentemente con el timón a la banda si no es alterado por fuerzas externas.
Lo primero es determinar qué es el efecto evolutivo de la hélice. Llamamos efecto evolutivo al movimiento que impera en un barco durante la maniobra. Es decir, si cuando un barco está navegando se gira el timón a babor, su movimiento será de caída de la proa a babor y caída de la popa a estribor. El barco evoluciona a babor.
Este efecto evolutivo se estudia en la curva evolutiva, que viene a ser la estela de un barco desde una situación inicial de parado y sin arrancado, posterior inicio de la maniobra con todo el timón a una banda y el círculo sobre el que girará permanentemente con el timón a la banda si no es alterado por fuerzas externas.
Barco parado sin arrancada.
Hablamos de barco parado cuando nos referimos a que la hélice no gira. Es decir, el motor está parado o desembragado. En el momento en que la hélice gira comienza a ejercer fuerzas que hace caer la popa a una u otra banda.
También es singularmente importante el concepto de arrancada, que debemos asociar a movimiento. Para nada nos estamos refiriendo a que el motor esté o no arrancado, sino que nos referimos cuando hablamos a arrancada a que el barco tiene movimiento. Con un ejemplo se puede entender más fácilmente. Un barco que se propulse exclusivamente a vela tiene arrancada, puesto que está en movimiento, pero no gira su hélice -está parado-.
Hablamos de barco parado cuando nos referimos a que la hélice no gira. Es decir, el motor está parado o desembragado. En el momento en que la hélice gira comienza a ejercer fuerzas que hace caer la popa a una u otra banda.
También es singularmente importante el concepto de arrancada, que debemos asociar a movimiento. Para nada nos estamos refiriendo a que el motor esté o no arrancado, sino que nos referimos cuando hablamos a arrancada a que el barco tiene movimiento. Con un ejemplo se puede entender más fácilmente. Un barco que se propulse exclusivamente a vela tiene arrancada, puesto que está en movimiento, pero no gira su hélice -está parado-.
Tipos de hélice según su giro
Establecidos los conceptos anteriores de efecto evolutivo y parada del barco y arrancada, corresponde dedicar la atención a los tipos de hélice que existen según su giro.
Las hélices se diseñan para que las palas tengan un determinado ángulo de ataque, de forma que al girar en un fluido tomen parte de ese fluido y lo expulsen en el sentido contrario al del movimento. Pues bien, en atención a la disposición de las palas de una hélice podemos diferenciar hélices dextrógiras y hélices levógiras.
Una hélice es dextrógira si para hacer avanzar a un barco hacia delante la hélice ha de girar a la derecha, en el sentido de las agujas del reloj.
La hélice se dice levógira cuando su sentido de giro es a la izquierda -contrario a las agujas del reloj- para conseguir el avance del barco.
Establecidos los conceptos anteriores de efecto evolutivo y parada del barco y arrancada, corresponde dedicar la atención a los tipos de hélice que existen según su giro.
Las hélices se diseñan para que las palas tengan un determinado ángulo de ataque, de forma que al girar en un fluido tomen parte de ese fluido y lo expulsen en el sentido contrario al del movimento. Pues bien, en atención a la disposición de las palas de una hélice podemos diferenciar hélices dextrógiras y hélices levógiras.
Una hélice es dextrógira si para hacer avanzar a un barco hacia delante la hélice ha de girar a la derecha, en el sentido de las agujas del reloj.
La hélice se dice levógira cuando su sentido de giro es a la izquierda -contrario a las agujas del reloj- para conseguir el avance del barco.
Fuerzas que intervienen en la hélice
La hélice está sumergida en un líquido, un fluido. Debemos estar de acuerdo en que la pala inferior tiene mayor presión que la pala superior. Puesto que está a más profundidad, es decir, la columna de agua en la pala inferior tiene mayor peso que en la superior, por tanto su efecto es mayor.
Cuando una hélice gira crea dos fuerzas básicas: la presión lateral de las palas -PLP- y la fuerza de expulsión. Lo que se traduce en el movimiento del barco.
La fuerza de expulsión hace que el barco avance o retroceda, mientras la presión lateral de la palas hace que la popa del barco tienda a caer a una banda u otra según el sentido de giro.
Por último, cabe reseñar que en un barco parado y sin arrancada, al no existir movimiento, no existe agua que incida contra el timón, por lo que el efecto de este es nulo. También es prácticamente nulo el efecto del timón cuando se encuentra a la vía -coincidiendo con la línea de crujía-.
Así cabe deducir que:
En un barco parado y sin arrancado, con hélice dextrogira, cuando esta comienza a girar, debido a la presión lateral de las palas y que hay mayor presión en la pala inferior que la superior, el movimiento se asemeja a que la hélice se desplaza dentro de un fluido, llevando la popa a su mismo sentido de giro. Por tanto, parado y sin arrancada, con hélice dextrógira, al dar avante la popa tiende a caer a estribor y al dar atrás la popa tiende a caer a babor.Lo contrario ocurre con en la misma situación de un barco parado y sin arrancada y un barco dotado de hélice levógira. Donde la hélice gira a la izquierda para dar avante, por lo que la popa tiende a caer a babor, y al dar atrás su movimiento la lleva a estribor.Ni que decir tiene que el efecto evolutivo es justamente el contrario en la proa, haciendo que esta caiga a la banda contraria a la que va la popa.
La hélice está sumergida en un líquido, un fluido. Debemos estar de acuerdo en que la pala inferior tiene mayor presión que la pala superior. Puesto que está a más profundidad, es decir, la columna de agua en la pala inferior tiene mayor peso que en la superior, por tanto su efecto es mayor.
Cuando una hélice gira crea dos fuerzas básicas: la presión lateral de las palas -PLP- y la fuerza de expulsión. Lo que se traduce en el movimiento del barco.
La fuerza de expulsión hace que el barco avance o retroceda, mientras la presión lateral de la palas hace que la popa del barco tienda a caer a una banda u otra según el sentido de giro.
Por último, cabe reseñar que en un barco parado y sin arrancada, al no existir movimiento, no existe agua que incida contra el timón, por lo que el efecto de este es nulo. También es prácticamente nulo el efecto del timón cuando se encuentra a la vía -coincidiendo con la línea de crujía-.
Así cabe deducir que:
En un barco parado y sin arrancado, con hélice dextrogira, cuando esta comienza a girar, debido a la presión lateral de las palas y que hay mayor presión en la pala inferior que la superior, el movimiento se asemeja a que la hélice se desplaza dentro de un fluido, llevando la popa a su mismo sentido de giro. Por tanto, parado y sin arrancada, con hélice dextrógira, al dar avante la popa tiende a caer a estribor y al dar atrás la popa tiende a caer a babor.Lo contrario ocurre con en la misma situación de un barco parado y sin arrancada y un barco dotado de hélice levógira. Donde la hélice gira a la izquierda para dar avante, por lo que la popa tiende a caer a babor, y al dar atrás su movimiento la lleva a estribor.Ni que decir tiene que el efecto evolutivo es justamente el contrario en la proa, haciendo que esta caiga a la banda contraria a la que va la popa.
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