La hélice imposible que aumenta la eficiencia y sigilo de barcos, drones y hasta el aire acondicionado

Pocas veces una obra de ingeniería trasciende su pura función industrial y se convierte en obra de arte gracias al poder visual de su estética. Y es aún más raro cuando esa metamorfosis es el producto de una búsqueda de un mejor rendimiento y eficiencia, transformándose en la fusión perfecta de forma y función. Eso es exactamente lo que pasa con este objeto, que podría pasar como una brillante escultura en la colección permanente del Museo de Arte Moderno de Nueva York pero que, en realidad, es algo tan mundano como una hélice de contra-rotación para barcos (entre muchas otras cosas). Su nombre: Sharrow CX.

Según su fabricante, el extraño diseño de la Sharrow CX es un 30% más eficiente en el consumo de combustible y un 80% más silencioso que las hélices estándar. Su diseño sin puntas es extraño. En lugar de dejar los extremos de las palas libres como las de una hélice normal, la Sharrow CX conecta sus seis palas, que se agrupan en dos tríadas, al eje de la hélice siguiendo la forma de una superficie curva suave y retorcida. El diseño general hace que las cuchillas parezcan un lazo de caja de regalo, hecho de un material metálico congelado en el tiempo.

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Descubrimiento por accidente

Greg Sharrow, fundador y CEO de Sharrow Engineering y Sharrow Marine, inventó la hélice original de Sharrow en 2012. Su génesis, como me cuenta en una entrevista por correo electrónico, es bastante curiosa: Sharrow originalmente quería eliminar el ruido ensordecedor que proviene de las palas de los drones voladores. Su objetivo era crear un dron ultra silencioso que pudiera usar en actuaciones de música en directo, donde el ruido es obviamente un factor crítico, dice, mientras trabajaba en el mundo de la producción musical después de pasar por el famoso Berklee College of Music en Boston, Massachusetts.

"Durante el proceso de desarrollo y diseño [para las hélices de los drones], fue más rápido hacer pruebas en el agua porque podía fabricar prototipos de hélices a una escala mucho más pequeña debido al aumento de la densidad del agua frente al aire", me comenta. Probarlos para su uso aeronáutico habría sido mucho más caro, afirma, pero este feliz desvió en sus planes llevó a una observación clara: sus nuevos diseños reducían drásticamente la cavitación, un fenómeno natural que ocurre cuando las palas de una hélice giran a alta velocidad, causando zonas de baja presión que crean y hacen estallar burbujas de vapor. Esos estallidos son los que crean el fuerte ruido que puedes escuchar cada vez que un barco motorizado pasa a tu lado (y lo mismo pasa con los submarinos).

El nuevo diseño sin puntas, me cuenta Sharrow, elimina la cavitación completamente a baja velocidad o la reduce a alta velocidad. "Esto ofrece increíbles ganancias de rendimiento sobre las hélices tradicionales", dice, "[lo que] se traduce en un mejor rendimiento, una mejor economía de combustible, una reducción del ruido y la vibración, y un menor desgaste del motor".

Años más tarde y varias patentes después del descubrimiento, Sharrow consiguió el primer cambio importante en el diseño de las hélices desde 1830.

La nueva versión contra-rotación

Esos beneficios aumentaron con el Sharrow CX, la hélice que acaba de lanzar la compañía. Mientras que en el Sharrow Propeller las cuchillas van en una única dirección, la nueva versión CX (ya disponible para pedido anticipado) tiene dos juegos de palas que van en direcciones opuestas. Esta idea no es nada nuevo: hay otras hélices contra-rotatorias tanto para aplicaciones marinas como aeronáuticas. Pero, según su inventor, la especial forma retorcida sin punta de su hélice "puede aprovechar el par de un motor de manera más eficiente que los modelos actuales, lo que es particularmente importante en situaciones en las hélices contra-rotatorias“. En otras palabras: aprovecha mejor la fuerza producida por el motor, aumentando así su potencia en general, la eficiencia del consumo de combustible, la maniobrabilidad y la fiabilidad del diseño.

La compañía no ofrece datos concretos porque, según Sharrow, “dependen de factores como el tamaño del barco, las especificaciones del motor y las condiciones de funcionamiento”. También afirma que la nueva versión CX también proporciona un manejo y maniobras precisos, incluso en espacios reducidos o en condiciones adversas. "Esto se traduce en una experiencia de navegación más suave y agradable, con más control del barco y mayor seguridad", asegura. Además, al ser un 80% más silencioso que las hélices normales, supuestamente es una gran victoria para la vida marina, que se ve afectada seriamente por el ruido del tráfico marítimo, sobre todo los mamíferos como ballenas y delfines.

La compañía dice que el diseño puede usarse en cualquier industria: "Se basan en tecnología patentada y en secretos comerciales que produce hélices únicas de forma de bucle que son más silenciosas y más eficientes que cualquier otra en el mercado", apunta Sharrow, "y la se puede utilizar en muchas aplicaciones, incluyendo la ingeniería aeroespacial, la aeronáutica, sistemas de aire acondicionado, bombas de calor y energías renovables".

Por ahora, sin embargo, la compañía no puede mantener un ritmo de fabricación que satisfaga la demanda del mercado marítimo: "Estamos planeando aumentar la fabricación a 200.000 unidades por año en los próximos cinco años para satisfacer la abrumadora demanda que estamos experimentando".

Esto parece una tarea difícil según me comenta, porque estos dispositivos no se pueden hacer con moldes como las hélices estándar. La compañía utiliza un método de fabricación patentado que hace que cada hélice se haga a medida para cada configuración de barco y motor. "Cada hélice está hecha sobre pedido individual, no sacada de un almacén como los diseños tradicionales. Nuestros ingenieros de aplicaciones evalúan el modelo, el ajuste y el rendimiento para seleccionar el diseño perfecto para la combinación de barco y motor de cada cliente. Fabricamos cada hélice con máquinas CNC en acero inoxidable según las especificaciones del cliente, aquí mismo en nuestras instalaciones en Detroit", describe Sharrow. Luego, una vez que la hélice está finalizado, realizan un montaje y ajuste personalizado para garantizar las mejores cifras de rendimiento.

Yo no tengo barco y no estoy planeando tener uno, pero estas hélices son tan bonitos, que me pediría una sólo para admirar este magnífico trabajo de ingeniería en casa.