lunes, 28 de enero de 2013

Buques Remolcadores. Sistemas de Propulsión (I)

La seguridad y precisión en las maniobras en el mar, lagos, ríos, canales y puertos del mundo son elemento de la máxima importancia. Para lograrlo es un requisito esencial contar con sistemas de propulsión seguros y respetuosos con el medio ambiente.

La estabilidad, alta maniobrabilidad, potencia de tiro y empuje, son las principales características que debe tener un remolcador para el desarrollo de sus funciones más características y han sido los permanentes retos de la tecnología para poder satisfacerlas.

Antes de 1950, los remolcadores generalmente tenían una o dos hélices fijas. Los remolcadores con hélices dobles fueron introducidos para mejorar la posibilidad de maniobras, luego se pasó a las hélices de paso variable y las toberas Kort para aumentar la tracción.

Hoy, cuando hablamos de propulsión de remolcadores pensamos en propulsores cicloidales o en  propulsores azimutales.

Estos dos últimos sistemas representan, de momento, el máximo exponente de la innovación en la industria de la propulsión naval, en general, y en los remolcadores portuarios, en particular.

El sistema de propulsion cicloidal. Propulsor Voith Schneider

Es un sistema de propulsión que permite controlar el empuje en magnitud y dirección de forma continua, extremadamente precisa y rápida.

Un rotor equipado con cuatro, cinco o seis palas gira alrededor de su eje vertical. Como la cola de un delfín, las palas del propulsor generan empuje por la sobreposición de las oscilaciones alrededor de su propio eje.

En el año 1925, el ingeniero austríaco Ernest Schneider perfeccionaba el revolucionario sistema de propulsión para buques que denominó rotor cicloidal.

Para comprobar su viabilidad práctica recurrió a la conocida empresa Voith, establecida desde el año 1825 en la ciudad alemana de Heidenheim.

Voith y Schneider construyeron en 1928 el primer sistema de propulsión cicloidal para instalarla en un barco, bautizado como “Uhu”, que navegó por el Rin satisfactoriamente.

El "Uhu"
El sistema estaba ideado para las aguas tranquilas de ríos y canales, de forma que en el año 1937, lanchas equipadas con el extraño sistema surcaban el lago Constanza, los canales de Venecia y un año más tarde recorrían el Sena. 
 
En los inicios de los años de 1950, el remolcador “Bienne” fue equipado con el sistema de propulsión Voith Schneider. Este era un concepto enteramente nuevo que mejoró significativamente la capacidad de maniobra.
Remolcador "Bienne"
El hecho de que el sentido de la presión de la propulsión podía ser modificado casi instantáneamente, es una de las principales ventajas en maniobras bajo condiciones restringidas. El concepto de remolcador tractor, con el gancho de remolque prendido detrás de las unidades de propulsión, proporciona un torque de estabilización, mientras que el remolcador está alineado con la cuerda del remolque. 
Las ventajas de este sistema son: 

a) Óptima maniobrabilidad, aún en puertos angostos con corrientes y vientos de costado.
 
b) Con mínimos requisitos de potencia y máxima seguridad para el buque y el medio ambiente.
 
c) Ecológico, con mínimas emisiones de ruido y gases de escape.
 
d) Máxima disponibilidad y mínimo mantenimiento gracias a su diseño simple y robusto.


Propulsores Azimutales
Un Propulsor Azimutal consiste en una hélice que puede orientar su impulso girando alrededor de un eje vertical. Este giro es completo (360º) lo que mejora la maniobrabilidad haciendo incluso innecesario el timón.
En el año 1928, Josef Becker (1897-1973) decide pasar de un taller mecánico artesanal que disponía de fundición propia para fabricar bombas de agua y aperos agrícolas a la fabricación de embarcaciones, botando la primera lancha en el río Rin.
En un río tan caudaloso y transitado, se necesitaban embarcaciones de alta maniobrabilidad, por lo que el interés de Becker derivó hacia hélices azimutales, capaces de girar 360º en torno a un eje vertical y que hacían innecesario el empleo de cualquier forma de timón.
La primera hélice timón fue montada en una pequeña embarcación propiedad de la empresa de nombre “Magdalena”.
La empresa se trasladaría en 1934 a la localidad de Spay/Rhein, situada en una curva del Rin conocida con el nombre de Schottel, de donde tomaría el actual nombre comercial de la firma. 
La aplicación inicial a lanchas fluviales llegaría a los remolcadores portuarios, siendo el “Janus” de Hamburgo el primero en utilizar dos hélices timón de Schottel situadas a proa. Era el año 1967 y el “Janus” tan sólo disponía de 10 toneladas de Bollard Pull, pero había nacido el primer remolcador Tractor.
Janus

Aunque en la actualidad existen otros fabricantes de este tipo de propulsión, la hélice timón Schottel es reconocida mundialmente como el sistema clásico de propulsión naval y es un sinónimo para las hélices azimutales.
En la actualidad, los remolcadores portuarios tienden hacia un buque “tipo” de al menos 60 toneladas de Bollard Pull, con 30 metros de eslora, 12 nudos de velocidad y mínima tripulación rodeada de las máximas medidas de seguridad.
Sin atender a su precio, a igualdad de potencia de máquina, los propulsores cicloidales tienen mayor complejidad mecánica, ofreciendo menor velocidad y menos empuje y tiro que los hélice-timón. Pero son más precisos en la maniobra, proporcionan respuesta más rápida y ágil en espacios pequeños y son más duros.
Con los elementos ofrecidos por la tecnología, todas la combinaciones de propulsión resultan hoy posibles para lograr un buque adaptado a las necesidades de los diferentes trabajos en los que son utilizados.
Las consideraciones del costo del combustible y la protección ambiental empiezan a entrar en las decisiones a la hora de diseñar remolcadores portuarios. En este sentido, la novedad reside en los remolcadores que emplean gas natural como combustible o los híbridos.
Un remolcador híbrido, accionando propulsores azimutales o cicloidales, puede utilizar energía diesel mecánica, diesel mecánica y eléctrica conjuntamente o bien exclusivamente eléctrica servida por baterías, según las circunstancias. La economía de combustible alcanza el 30 por 100 y se producen menos emisiones de gases y ruido.
Norberto Sánchez

1 comentario:

  1. Estimado Norberto, felicitarte por este artículo, estabamos buscando información sobre Diseño y Fabricación de Hélices de Barcos y nos hemos topado con esta gran explicación.

    Estaría bien que detallases un artículo sobre: Hélices de paso fijo, Hélices de paso variable, Toberas y Palas.

    Nuevamente felicitarte por tu trabajo.

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