¿Qué es un ventilador de hélice?
Un ventilador de hélice es un mecanismo giratorio que utiliza aspas especialmente anguladas para generar empuje. Comúnmente conocido como puntal o tornillo, es una herramienta utilizada principalmente como una forma de proporcionar locomoción, principalmente en aviones y barcos. La diferencia entre un ventilador de hélice y un ventilador utilizado para hacer circular el aire es un énfasis en crear alta presión en lugar de alto volumen.
El ventilador de la hélice, en esencia, se remonta al científico griego Arquímedes, cuyo diseño de tornillo homónimo trabajó para elevar el agua desde una fuente inferior. Este concepto de tornillo no se traduciría en propulsión durante aproximadamente 1,500 años, cuando, a mediados del siglo XVIII, dos científicos, JP Paucton y James Watt, propusieron por separado el uso de un ventilador de hélice en vehículos con aire y agua, respectivamente. Aunque los aviones tardarían más de un siglo en despegar literalmente, los primeros barcos atornillados se introdujeron en el siglo XIX y, junto con la máquina de vapor, revolucionaron los viajes.
Desde el exitoso vuelo de los Wright Brothers en Kitty Hawk, Carolina del Norte en 1903, la hélice ha sido la fuente de propulsión más simple y confiable en los aviones. Tanto en el mar como en las máquinas voladoras, una hélice se basa en la tercera ley de movimiento de Newton, que establece: "En cada acción siempre hay una reacción igual y opuesta". Un accesorio empuja el aire o el agua detrás de la nave y provoca la propulsión reaccionaria hacia adelante. El ángulo de las cuchillas de apoyo, la velocidad de rotación y otros factores afectan la cantidad de velocidad que imparte el proceso.
Los accesorios de aire y agua pueden tener diferentes números de cuchillas. Las hélices de los aviones suelen tener de dos a ocho palas, mientras que los tornillos marinos generalmente tienen tres, cuatro o cinco. Se emplean ecuaciones matemáticas complejas para determinar el tamaño, ángulo y grosor correctos de cada cuchilla para un rendimiento óptimo. Las especificaciones incorrectas pueden provocar una pérdida de potencia, capacidad de respuesta y, a veces, una falla total de la hélice.
Exclusivo de las hélices marinas, dado su uso dentro de un entorno fluido, una condición conocida como cavitación puede ocurrir si un tornillo comienza a girar demasiado rápido o si se empuja demasiada potencia a través de él. Una o más burbujas se forman alrededor del tornillo y colapsan rápidamente, generando una onda de choque que puede dañar seriamente la hélice, sus palas o las partes circundantes. Además del daño que puede ocurrir como resultado de una sola cavitación grande, el trauma puede ocurrir con el tiempo como resultado de muchas cavitaciones pequeñas que ocurren en el mismo lugar. Estos generalmente se deben a un defecto menor o defecto en un tornillo. Esto también puede causar daños y fallas prematuras.