A hélice ou o hélice?

A palavra hélice é andrógina. Tanto a marinha brasileira quanto a marinha portuguesa usam o termo no masculino. Já a aeronáutica emprega o uso no feminino.

Além da androginia característica, o hélice usado nas embarcações tem função de empurrar. Usadas desde a antiguidade, a China já as usava para propulsão, o primeiro emprego acoplado a um motor foi feito por James Watt. Desenhos de Leonardo da Vinci (1452-1519) mostram hélices de parafuso para bombeamento de água, mas o seu famoso desenho do rotor de um helicóptero é o que mais se assemelha a um hélice.

O mais interessante na história dos hélices (ou das hélices) que mesmo com todo o avanço tecnológico, os hélices atuais são apenas 5% melhores que os do início do século passado.

Obviamente, seu projeto é bastante sofisticado, fazendo uso de equações da mecânica dos fluidos e práticas consagradas no projeto náutico.

Segundo nos orientou o Prof. Luís Mauro, o “hélice em geral é construído como hélice propulsor, a contrastar com os hélices tratores, barcaças de transporte ou hélices de avião, e são montados na popa, no nível mais baixo possível. No caso do navio de alto mar o hélice deve ser de tal diâmetro, que quando o navio está na sua situação de carga de projeto, o hélice está com imersão suficiente para prevenir os fenômenos de sucção de ar durante a arfagem. Uma boa regra prática que pode ser usada no projeto preliminar de um navio monohélice é a de se tomar o diâmetro necessário do hélice como sendo 0,7 do calado do navio. O cálculo do hélice envolve uma série enorme de equações para um diferente número de questões para se desenvolver a geometria de um hélice. Para se ter uma pequena idéia, o Coeficiente de Propulsão é dado pela seguinte expressão:

Sendo a resistência do navio em kgs a uma velocidade , velocidade em m/s. A potência para propulsão é expressa como a potência entregue ao eixo. A potência entregue ao hélice é dada por:

Onde é o conjugado em kgm, no hélice e é o número de revoluções por segundo”.

Além disto, uma grande causadora de perda de eficiência e destruição dos hélices é a cavitação. Cavitação é a vaporização de um líquido que se dá pela redução de pressão em um escoamento. Os defeitos que surgem nos hélices podem ser visto na figura abaixo.

A cavitação não ocorre apenas em equipamentos mecânicos. Peixes, como o atum e até mesmo os golfinhos, sofrem o fenômeno. No caso do atum ocorre perda da velocidade do peixe, por causa de fina camada de ar criada ao redor das nadadeiras, e o golfinho por causa de dores.