Hélices toroidales: la forma de reducir drásticamente el ruido y aumentar la eficacia en el aire y el agua

Pero no se sienta mal por ello, hay varios grupos científicos en todo el mundo que investigan en este campo. Y no hace mucho, algunos de ellos han hecho demostraciones de hélices con una forma circular muy extraña llamadas hélices toroidales. Estas hélices toroidales son mucho más silenciosas y proporcionan un aumento tan grande de la eficiencia, especialmente en el agua, que sin duda pueden calificarse de avance revolucionario en este campo.

El primero es un grupo de investigadores del Laboratorio Lincoln del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT). Es este grupo el que se ocupa del problema del vuelo silencioso, y creó en su día el motor atmosférico de iones. Y uno de los miembros de ese grupo tuvo una idea insólita, propuso tomar un ala anular y enrollarla en una hélice.

Tras un tiempo de modelado por ordenador y el trabajo de una impresora 3D, nacieron las palas toroidales de la hélice, que se montaron en un cuadricóptero DJI estándar. Las pruebas mostraron que el ruido emitido por el cuadricóptero durante el vuelo se redujo a la mitad, por ejemplo, el nivel de ruido emitido por un dron con hélices toroidales y estando a una distancia de 30 metros, es equivalente al nivel de ruido de un dron con palas convencionales, estando a una distancia de 60 metros. La reducción del ruido es especialmente intensa en la gama de 1-5 kHz, en el rango de máxima sensibilidad del oído humano.

Las desventajas de las hélices toroidales son su mayor peso, que reduce el tiempo que un dron puede pasar en el aire con una sola carga de batería. Además, la forma más compleja de las hélices toroidales requeriría un proceso de fabricación más complejo que el simple estampado. Pero aunque el coste de las hélices se duplicara o triplicara, no son la pieza más cara y esto no afectaría mucho al coste final del cuadricóptero en su conjunto.

En la actualidad, un grupo de los laboratorios Lincoln ya ha patentado el diseño de sus hélices toroidales para aviones. Y con un futuro inminente en el que los cielos se llenen literalmente de una variedad de «taxis voladores», reducir a la mitad el ruido de las aspas sería más que apropiado.

Pero el aire no es el único medio en el que pueden utilizarse hélices toroidales. Una empresa llamada Sharrow Marine ya ha obtenido resultados, que pueden calificarse de asombrosos, con el uso de bucles toroidales como hélices para lanchas motoras. Resulta que estas palas casi no crean remolinos de agua en los extremos, que son una de las principales fuentes de pérdida de energía y ruido de un motor fueraborda.

Una reducción significativa de la cantidad de fluido que gira alrededor de la hélice, en lugar de ser empujado hacia atrás, aumenta drásticamente la eficacia de la propulsión. El resultado es que se duplica literalmente la velocidad de la lancha motora a regímenes bajos y medios y se ahorra al menos un 20% de combustible. Al mismo tiempo, el nivel de ruido se reduce tanto que se puede hablar a bordo de un barco que vaya a 50 kilómetros por hora sin levantar la voz.