37) Partiendo de una hélice convencional, indica cómo podemos aumentar el rendimiento proporcionado por la misma y la maniobrabilidad, en función de los distintos tipos de propulsores estudiados. Indica también los inconvenientes posibles.

La hélice convencional comenzó siendo lo que conocemos por hélice, pero con un número de palas que iba de 3 a 6. A partir de ahí, se ha ido modificando para aumentar su rendimiento. A partir de esa idea original, se comenzó modificando el número de palas de la hélice de 3 o 6, que era el estándar en modelos iniciales, a 3 o 4, recibiendo de esta manera mejor rendimiento. También, mediante cambios en la forma de la hélice (Hélices CLT) se consiguió un ahorro en el combustible de aproximadamente el 10%, creando con estas curvaturas en los extremos de la pala un diferencial de presiones entre ambas caras de la pala que resulta favorable y, a su vez, disminuyen las vibraciones del sistema. En contrapartida, está el precio de fabricación de las mismas. Con la investigación se llegó a nuevos modos, no solo mejorar el rendimiento de la hélice, sino de darle más aplicaciones que la de propulsar. Ejemplos claros de esto son:

• Las hélices de paso variable: Capaces de invertir el sentido del empuje que generan, mediante el cambio de ángulo de ataque de las palas que son regulables. Esto trae como ventaja que sin tener que reducir la rotación del eje que mueve la hélice se pueda aumentar o disminuir el rendimiento, que se pueda maniobrar en sentido inverso con más velocidad. Como desventaja, la hélice de paso variable no es tan efectiva en la marcha atrás de un buque y que el mantenimiento de estas es superior al de las hélices convencionales, debido a que las fuerzas que actúan sobre las palas al cambiar el ángulo de paso genera tensiones que producen averías con más frecuencia.
• Las hélices con tobera: Fueron ideadas para conseguir con la misma potencia un empuje superior. El fluido es dirigido a la hélice mediante la tobera, lo que trae consigo un aumento de la velocidad. También, si es emplazada sobre un eje vertical, la tobera puede ser usada como timón (cambiando su ángulo y proporcionando empuje en la dirección deseada). Ejemplo de esto son los propulsores azimutales (ayudan a la propulsión auxiliar para posicionamiento dinámico) que se basan en una hélice que trabaja dentro de una tobera orientable. Como desventaja, la entrada de cualquier objeto en la tobera puede ocasionar daños importantes y a más de una velocidad determinada pierden efectividad en comparación con otros tipos de hélices más usados en la navegación que requiere más velocidad que potencia.
• Los Propulsores de eje vertical Voith-Schneider: Son una modificación a la idea de las hélices como propulsor (con un cambio de la posición de las palas con respecto al eje donde giran) y son usados en embarcaciones que necesitan una gran maniobrabilidad. Funciona mediante varios álabes capaces de girar sobre el propio eje individualmente generando un empuje positivo. Como desventaja, estos álabes no cuentan con una protección efectiva, y pierden efectividad a mayor profundidad.
• Hélices contrarrotativas: Tuvieron éxito en botes rápidos por su ahorro de potencia, pero que no han sido muy bien recibidas en buques por la complejidad de su sistema mecánico asociado a ejes largos y a sus rodamientos.

Las ventajas de la hélice radican en que:

• No se ve afectada por el calado del buque, siempre que su diámetro sea elegido adecuadamente.
• Está protegida por la popa frente a posibles daños provenientes de la mar o de colisiones con muelles, barcos, etc.
• No incrementa la manga y puede ser movida a intervalos de velocidades muy amplios, con un buen grado de rendimiento.

El principal problema existente está en el proyecto, donde un mal diseño nos lleva a la absorción de elevada potencia con el riesgo de cavitación y subsiguientes vibraciones, erosiones, etc.

Rendimiento Propulsivo

38) Que entendemos por rendimiento propulsivo. Rendimiento propulsivo nos da idea de eficacia propulsiva del proyecto y se compone de cuatro factores: el rendimiento del casco, el rendimiento del propulsor, rendimiento rotativo relativo y rendimiento mecánico de la línea de ejes.

Teorema de Bernoulli

40) Que nos dice el teorema de Bernoulli. El Teorema de Bernoulli nos dice que la suma de las energías específicas debidas a la presión, posición y movimiento, para un fluido perfecto en régimen permanente, permanece constante a lo largo de cada línea de corriente.