Este ingenio se convirtió en un elemento esencial en el desarrollo de la propulsión mecánica, a partir del siglo XVIII. La hélice, marcó una revolución en el barco y permitió la existencia del submarino y el avión. En CurioSfera-Historia.com, te explicamos la historia de la hélice, su inventor y origen.
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Origen de la hélice
Según ciertos historiadores, el origen de la hélice se hallaría en el elevador de tornillo de Herón de Alejandría, que se inspiraba en el tornillo de Arquímedes. De este modo, la idea original de la hélice se remontaría a un período comprendido entre los siglos III y I a. C. En todo caso, no se trataba de una hélice propiamente dicha, ya que no tenía palas.
Es probable que la primera hélice apareciese en China hacia el siglo V, en un juguete que prefiguraba la forma de un helicóptero y en el que desempeñaba la función de propulsor. Es imposible saber si este prototipo contribuyó a la invención de los molinos de viento, que, según parece, se encontraron dos siglos más tarde en Siria.
De todos modos, el molino de viento puede ser considerado como la primera aplicación del empuje de un fluido a una estructura helicoidal móvil, y la única de este tipo hasta principios del siglo XIX.
Quién inventó la hélice
Como hemos comentado al principio de esta reseña histórica sobre la hélice, es muy complejo determinar exactamente quién es el inventor de la hélice. Y es que ha sido más bien una evolución y mejora de una idea, más que una creación de una sola persona.
Los historiadores no se ponen de acuerdo: unos dicen que fue Arquímedes, otros que lo chinos en el siglo V, Leonardo da Vinci, Du Quet, Josef Ludwig Franz Ressel, y muchos más. Te lo explicamos a continuación.
Es posible que Leonardo da Vinci reinventara la hélice al describirla en su idea del helicóptero en 1480. Por lo que él debe ser citado aquí como inventor putativo de la hélice. En cualquier caso, el primero que estudió sistemáticamente la hélice desde el punto de vista mecánico fue el francés Du Quet, en su memoria presentada en la Academia de Ciencias en 1723.
Desde entonces, muchos sabios se interesaron por la hélice, entre ellos el suizo Daniel Bernoulli, en 1753, y el francés Alexis Jean Pierre Paucton, uno de los pioneros del helicóptero, en 1768. Pero el primero que utilizó una hélice en la propulsión de un artefacto fue el americano David Bushnell, quien instaló una hélice de brazo para la propulsión de su submarino The Turtle, en 1776.
Evolución de la hélice
Desde finales del siglo XVIII, se han realizado muchas evoluciones y aplicaciones de la hélice para la propulsión. Todas se realizaron en el ámbito de la marina hasta la invención del avión: en 1796, la del inglés John Fict; la del americano Robert Fulton, en 1797; en 1832, la del francés Frédéric Sauvage; la del inglés Francis Smith, en 1839, por citar unos pocos.
Pero la hélice es entonces una curiosidad marginal, ya que únicamente podía accionarse con una máquina de vapor y ésta tenía un rendimiento mediocre. Era poco fiable y tenía el inconveniente de que ocupaba mucho espacio.
Toda la marina, de arriba abajo, seguía prefiriendo la navegación a vela. Además, los cascos de hierro aún no se habían impuesto, y las hélices instaladas en cascos de madera tienen un serio inconveniente: una deformación del casco por la aparición del arco longitudinal que conlleva el riesgo de rotura de la línea de la arboladura.
Esto es lo que comprendió perfectamente el inglés Isambard Kingdom Bruhel, quien consideró que la hélice era inseparable del casco metálico, y de hecho instaló una hélice en el casco metálico del Great Britain en 1843. Sin embargo, el ingeniero que impuso la hélice en ingeniería marítima fue el sueco, más tarde nacionalizado americano, John Ericsson, quien patentó la hélice en 1837.
Efectivamente no faltan inventores de la hélice (en 1867, el inglés John Bourne no contó menos de 470 diseños), pero Ericsson, que construyó en 1837 un buque de hélice en los astilleros ingleses, el Francis B. Ogden, fue el primero en demostrar que este tipo de propulsión era fiable: su barco atravesó el Atlántico sin problemas. Hay que señalar que era un barco con casco metálico.
Pero aún faltaba que la hélice fuera completamente aceptada. Hasta 1861, muchos constructores se mantenían en la propulsión por ruedas o palas, ya que, justo ese año, la célebre naviera Cunard Line lanzó su transatlántico Scotia, de 3.871 toneladas, de ruedas… y velas.
Será, no obstante, el último de la serie, ya que después de 1850, las navieras Inman Line, la Norddeutscher Lloyd, la Hamburg Amerika Line y la Compagnie Genérale Transatlantique, lanzaron los vapores de hélices, conservando eso sí, por prudencia, los mástiles de las velas.
Hasta 1858 los marinos militares, curiosamente los últimos, adoptaron por fin los cascos metálicos, la propulsión a vapor y la hélice. La primera aplicación de la hélice en el transporte aéreo se debe al francés Henry Giffard, quien, en 1851, concibió y realizó un dirigible propulsado por una máquina de vapor, con hélice y timón.
Diseño definitivo de la hélice
Hizo falta casi medio siglo, si no más, desde el descubrimiento de la hélice, para que se estableciera un diseño óptimo. Uno de los primeros ingenieros que pelearon más obstinadamente la batalla de la hélice como medio de propulsión, fue Frédéric Sauvage.
Sauvage también fue uno de los que defendió el diseño de menor rendimiento: el de un helicoide de una sola espira. Este aparato tenía la sección de un tornillo sin fin (1832). En la misma época, el francés Augustin Normand y el inglés H. T. Barnes, especialistas de física de fluidos, habían realizado una hélice de varias palas. Ensayos comparativos demostraron claramente la superioridad de esta última.
En 1838, los ingleses Smith y Renme, nada convencidos de las experiencias de Normand y de Barnes, trataron de volver al helicoide y pusieron a prueba una hélice de este tipo de varias espiras. Más tarde constataron que el rendimiento era mejor con una sola espira, antes de rendirse a la evidencia demostrada por Normand y Barnes, es decir, la de una hélice con palas.
Y aún más, el azar le sirvió un poco a Smith, ya que, al romperse una de sus hélices de dos espiras, el barco ganó velocidad al ser propulsado solamente por una espira… Hoy sabemos que el mejor rendimiento está en un gran diámetro proporcional a una débil aceleración.
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