Come scegliere un’elica?

Elica per barca SOLAS

L’acquisto di un’elica può avere come obiettivo la sostituzione di un’elica danneggiata, ad esempio dal contatto con le rocce o anche semplicemente con il fondale sabbioso, oppure di un vecchio modello con uno tecnologicamente più avanzato, in grado di migliorare l’efficienza del motore e di ridurre i consumi. Oltre ad adottare determinati criteri di scelta, la soluzione migliore per sapere una determinata elica è adatta alle proprie esigenze rimane quella di provarla in condizioni reali di navigazione, prima, cioè, di procedere all’acquisto.

Principali criteri di scelta:

• Passo
• Diametro
• Numero di lame
• Materiali
• Uso previsto
• Motore

Elica Side-Power

Il passo dell’elica, espresso in pollici, corrisponde alla distanza che l’elica deve percorrere per fare un giro completo su se stessa. Maggiore è il passo, o, come si dice nel gergo nautico, “più lungo” è, maggiore sarà la quantità d’acqua spinta ad ogni rotazione dell’elica. Un passo più corto, invece, permette un’accelerazione più rapida, indispensabile per attività nautiche come lo sci d’acqua, dove lo sciatore si deve poter sollevare dalla superficie dell’acqua. I consumi, tuttavia, saranno maggiori, e l’efficienza complessiva dell’imbarcazione minore. Per semplificare, possiamo dire che un passo ben dimensionato permetterà al motore di raggiungere la velocità massima di rotazione indicata dall’azienda produttrice. Il passo dell’elica contribuisce dunque a determinare la velocità dell’imbarcazione e svolge un ruolo simile a quello del cambio nelle automobili.

È importante notare anche che il passo incide sul numero di giri del motore: a un passo più lungo corrisponde un numero di giri minore, e viceversa.

A questo proposito è necessario ricordare che, tra l’elica e l’acqua, si verifica sempre un fenomeno di slittamento, dovuto alla resistenza che l’acqua oppone all’elica. A causa di tale slittamento, la distanza reale percorsa dall’elica è sempre leggermente inferiore al valore teorico indicato dal produttore, generalmente del 10-15%.

Le dimensioni dell’elica vengono indicate sempre da due numeri: il primo è relativo al diametro e il secondo al passo. Per quanto riguarda il diametro, può essere facilmente calcolato misurando la distanza tra il centro dell’elica e la punta di una qualsiasi delle sue pale e moltiplicando questo valore per due.

Più grande è il diametro dell’elica, maggiore sarà la quantità di acqua spostata dall’elica e maggiore sarà la sua forza propulsiva. Un’elica di grande diametro richiede però uno sforzo maggiore da parte del motore. La scelta del diametro dipende inoltre dallo spazio disponibile sotto la piastra anticavitazione.

Elica Mercury Outboards

Il numero di pale incide in maniera diversa sull’efficienza dell’elica e sul suo livello di vibrazioni: una pala con poche pale sarà più efficiente ma genererà più vibrazioni. Le eliche a tre pale sono le più comuni per la nautica da diporto, proprio perché offrono il miglior compromesso tra prestazioni, velocità massima e consumo. Le eliche a quattro o cinque pale offrono invece una migliore accelerazione e riducono notevolmente le vibrazioni. Tuttavia, consumano più carburante e non permettono di raggiungere velocità massime elevate come le eliche a tre pale.

Per quanto riguarda la struttura e il funzionamento delle eliche, è opportuno ricordare che ogni pala ha due lati, il ventre e il dorso, e che il movimento circolare dell’elica crea una differenza di pressione tra i due lati delle pale. Più precisamente, la bassa pressione sul dorso della pala tira l’acqua verso l’interno, spingendo l’imbarcazione in avanti, mentre l’alta pressione sul ventre della pala spinge l’acqua all’indietro, generando una forza nella direzione opposta che però spinge anch’essa la barca in avanti. Oggi, molte eliche hanno pale con una coppa, detta anche orecchietta, sul bordo d’uscita. Questa coppa permette di spostare un volume maggiore d’acqua, riduce la ventilazione e lo slittamento e rende più rapida l’accelerazione.

I seguenti termini designano le diverse parti di un’elica:

• Bordo di testa: bordo della lama più vicino alla barca.
• Bordo d’uscita: bordo della pala più lontano dalla barca.
• Punta della pala: punto della pala più lontano dal mozzo. Separa il bordo d’attacco dal bordo d’uscita.
• Radice della pala: parte della pala attaccata al mozzo.
• Dorso della pala: lato della pala più vicino alla barca (lato che produce bassa pressione).
• Ventre della pala: lato della lama opposto alla barca (lato che produce alta pressione).
• Inclinazione delle pale, o rake: abbattimento delle pale dell’elica, ossia angolo, positivo o negativo, della punta della pala rispetto al mozzo su un piano perpendicolare. Nella maggior parte delle eliche le pale presentano un’inclinazione compresa tra 0º e 20º.
• Coppa, o orecchietta: piccolo bordo ricurvo nel bordo di uscita di alcune eliche. Riduce la ventilazione e lo slittamento, soprattutto in acque mosse.

L’acciaio inossidabile e l’alluminio sono i materiali più comunemente usati nella produzione delle eliche. Sul mercato è possibile trovare anche modelli in bronzo o in lega, che sono però più rari. Poiché l’acciaio inossidabile è cinque volte più resistente dell’alluminio, le pale delle eliche in acciaio inox hanno una durata di vita maggiore. L’acciaio inossidabile, tuttavia, è anche da due a tre volte più costoso. Inoltre, in caso di impatto, la sua resistenza è uno svantaggio perché, dato che l’elica continuerà a funzionare nonostante la resistenza opposto dall’ostacolo, l’impatto potrà avere ripercussioni sul motore. Nel caso delle eliche in alluminio, invece, le pale tendono a danneggiarsi e a rompersi, il che impedisce che lo shock meccanico venga trasmesso al motore. L’alluminio è particolarmente adatto per i motori a bassa potenza (fino a circa 100 cavalli). Per potenze superiori ai 150 cavalli, invece, si consiglia l’uso di eliche in acciaio inossidabile.

A seconda dell’uso che faremo della nostra imbarcazione, opteremo per un determinato tipo di elica o per un altro. La pratica dello sci nautico o di altri sport acquatici “da traino”, ad esempio, richiede un’imbarcazione in grado di realizzare un’accelerazione molto netta e di raggiungere alte velocità. Per la pesca o il joy-riding, al contrario, ad essere importante è la potenza disponibile a bassa velocità.

L’elica deve essere compatibile con il motore dell’imbarcazione. Per accertarsi che lo sia, dovremo consultare le specifiche tecniche di quest’ultimo. Ogni motore, infatti, è progettato per funzionare in modo ottimale a una certa velocità. Questa informazione è necessariamente indicata dall’azienda produttrice e corrisponde alla potenza erogata a una determinata velocità.