Cavitación y vibración en hélices marinas

 


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Información actualizada: febrero, 2020

Cuando una hélice gira sus aspas expulsan el agua hacia atrás, dejando un vacío que es inmediatamente ocupado por nuevas moléculas líquidas. Si la velocidad de giro sobrepasa ciertos límites, el agua expulsada lleva tal fuerza que impide que el vacío formado pueda ser ocupado por otras moléculas de agua.

Este fenómeno se llama cavitación, la cual se manifiesta en un aumento del número de revoluciones (giro en vacío) ruidos, vibraciones y formación de espuma en la popa. El fenómeno de la cavitación está directamente relacionado con la depresión que se crea en la cara anterior de las aspas de la hélice.

Pues bien, las aspas de una hélice girando a gran velocidad crean tal depresión en su cara anterior que el agua hierve a temperatura ambiente; las burbujas que salen entonces de la hélice no son de aire, sino estrictamente de vapor de agua. Estas burbujas se desplazan rápidamente hacia atrás, hasta encontrar una zona de mayor presión donde volverán a convertirse en agua implotando (lo contrario de explotar) contra las propias palas de la hélice y arrancando en cada choque una microscópica partícula de metal.

El origen de las burbujas está en el borde de ataque de la hélice, pero el daño se manifiesta en la parte posterior con el aspecto de una corrosión, que va retrocediendo en su proceso destructivo hasta el centro de la pala.

La cavitación se manifiesta con mayor intensidad cuanto más rápido es el barco, cuanto más deprisa giran las hélices. Se evita reduciendo las revoluciones del motor y aumentándolas paulatinamente. La cavitación disminuye, así mismo, el rendimiento del motor.

Esto trae consigo ruidos y vibraciones que causan desperfectos en la hélice, lo que conllevará pérdidas de rendimiento, haciendo que los elementos propulsores pierdan vida útil y aumenten los costos de mantenimiento de la embarcación.

Estas vibraciones producidas por las hélices son muy perjudiciales, por ser una de las zonas del barco en la que la amplitud de la vibración llega a ser varias veces superior a las de las zonas centrales (máquinas).

Las vibraciones causadas por las hélices tienen su origen en estos principios:

  1. Los efectos de las aspas sobre el agua: la influencia del agua desplazada por la hélice repercutirá en el casco del barco en proporción a la cantidad de aspas y revoluciones de la misma.
  2. La desigualdad de fuerzas sobre el núcleo de la hélice: si las aspas están desalineadas con respecto a la masa, ya sea que su altura entre aspas esté mal o bien su separación entre aspas no sea la adecuada.



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