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Eliche nautiche, funzionamento e caratteristiche tecniche

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Di fondamentale importanza per ogni tipologia d’imbarcazione, l’elica è l’oggetto che trasforma la potenza erogata dal motore in energia cinetica consentendo l’avanzamento. Pur restando sempre ben nascosta sotto il pelo dell’acqua e lontano dagli occhi, l’elica è uno dei componenti principali per la barca e porta con sé un ricco bagaglio di tecnologia e approfondito studio ingegneristico. Sostanzialmente ogni elica è composta da un mozzo – collegato all’albero motore – e da due o più pale di forma elicoidale. Gli elementi che rendono invece le eliche differenti l’una dall’altra, a seconda del modello, sono il passo, il verso, il diametro e il numero delle pale.

Il ‘passo’ dell’elica è in estrema sintesi la misura dell’avanzamento che l’elica consente ad ogni rotazione. Entrando nello specifico, a livello teorico, se l’elica dovesse fendere un solido, coprirebbe una distanza ‘X’ ad ogni giro (passo dell’elica). Essendo invece immersa in un fluido (nel nostro caso l’acqua), per ogni rotazione l’elica copre una distanza inferiore al ‘passo’; in questo caso la distanza è detta passo effettivo. La differenza che si crea tra il ‘passo’ e l’effettivo avanzamento è detta ‘regresso’, che varia a seconda della densità dell’acqua. L’elica ha anche un proprio senso di rotazione, destrorso o sinistrorso: nel primo caso  gira in senso orario comportando – specie nelle partenze e ad alte velocità –  una spinta sulla poppa verso destra mentre – a marcia indietro – tenderà a far orientare la poppa verso sinistra. L’elica sinistrorsa ruota invece in senso antiorario, provocando perciò l’effetto inverso al tipo destrorso: nelle partenze la poppa sarà quindi spinta verso sinistra mentre a marcia indietro tenderà a essere diretta verso destra. Questo effetto dell’elica – sia essa destrorsa o sinistrorsa – è detto ‘effetto evolutivo’ e solitamente viene sfruttato durante le manovre di accosto; un’elica che ruota in senso orario si accosterà più agevolmente a sinistra mentre un’elica sinistrorsa renderà più facile l’accosto a destra.

Possiamo immaginare l’elica come una girante presente all’interno di pompe e turbine; nonostante il grande lavoro di calcolo scientifico e ingegneristico, se il regime di rotazione risulta eccessivo rispetto a quello di progetto, la girante può subire gravi danni e diventare inservibile. Lo stesso si può dire dell’elica nautica: se il passo è inadeguato e si superano i regimi di rotazione previsti, è facile andare incontro a rotture causate dalla cavitazione, un fenomeno causato dalla formazione di ‘vuoto’ vicino alle pale che, ruotando tra fluidi diversi (acqua e bollicine d’aria), non riescono più a generare spinta. Le bollicine d’aria, mosse a gran velocità, intaccano la superficie delle pale provocando piccole cavità che incidono notevolmente sulle prestazioni e costringono alla sostituzione dell’elica stessa. Nel caso delle eliche nautiche, la cavitazione può verificarsi sia a causa di un errato rapporto fra potenza del motore e peso della barca sia – in particolare nei fuoribordo – a una non corretta inclinazione del piede del motore (trim). La cavitazione, oltre ad avere effetti diretti sull’elica può intaccare anche il motore stesso, generando un surriscaldamento dei cilindri e aumentando il rischio di grippaggio.

La grandezza dell’elica varia in funzione della velocità dell’imbarcazione o della potenza del motore. Per le stesse ragioni l’inclinazione delle pale sarà tanto marcata quanto più alta sarà la velocità per la quale sono costruite. Le eliche si differenziano anche per il numero di pale, che solitamente sono 2, 3 o 4 a seconda del tipo di barca e motore a cui sono accoppiate. Nella maggior parte dei casi le pale sono fisse e fanno un tutt’uno con l’asse dell’elica. Tuttavia, in particolare nel caso delle imbarcazioni a vela, non è raro trovare anche eliche con pale orientabili, queste sono meno performanti di quelle a passo fisso ma sono progettate principalmente per ridurre il proprio attrito sull’acqua quando è il vento a fungere da ‘motore’.

Essendo uno dei componenti principali dell’intera imbarcazione, l’elica è oggetto di studio e continua evoluzione tecnologica. Chiaro esempio dei continui progressi in questo campo è la gamma Mercury Enertia ECO, una serie di eliche capaci di aumentare l’autonomia fino al 10% a velocità di crociera senza rinunciare alle prestazioni. Le pale sono ampie e presentano un angolo d’inclinazione progressiva elevato e adatto per aumentare il sollevamento della prua. Le eliche della gamma Enertia ECO sono realizzate in lega X7 Alloy, un materiale studiato appositamente da Mercury Marine che risulta essere il 30% più robusto e 4 volte più durevole rispetto all’acciaio inossidabile. Le eliche Enertia ECO sono disponibili nelle versioni per rotazione destrorsa e sinistrorsa e sono adatte per essere montate su tutti i motori fuoribordo a partire da 135 cv. Essendo un prodotto Mercury, queste eliche formano un connubio perfetto con i motori Mercury della serie Verado da 200 a 350 cv.

Dall'autore: Davide Lazzini

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