Máquinas de Barcos: Propulsión Eléctrica en los Buques (IV)

El concepto CRP (Contra-Rotating Propulsion) Azipod de ABB

Como siempre comentamos, no solo el alto precio o la posible falta de petróleo en el futuro preocupa a los constructores o a los armadores de buques.
Las emisiones de gases de la combustión a la atmósfera provocando “lluvia ácida” o “efecto invernadero” es también una preocupación importante.
Tanto las emisiones de SOX, como las de CO2 son proporcionales, al consumo de combustible, por tanto, el aumento del rendimiento de las plantas propulsoras es el objetivo de toda la industria en conjunto.

El proyecto ENVIROPAX

En un proyecto de I+D, financiado en parte por el gobierno finlandés se unieron
ABB, Kvaerner Masa- Yards y Wärtsilä.

ABB es una compañía destacada en el sector de la propulsión diesel-eléctrica y con marcas registradas como AZIPOD, Kvaerner Masa-Yards en construcción naval y Wärtsilä en motores marinos.

En el proyecto ENVIROPAX se estudiaron dos conceptos de barcos Ropax de rápido desplazamiento con propulsión CRP Azipod.

Se ensayaron y analizaron aspectos hidrodinámicos de los sistemas de propulsión utilizando exactamente el mismo casco de barco para determinar con claridad los efectos de diferentes hélices y unidades POD.

El estudio completo del proyecto es muy interesante pero aquí trataré solamente de explicar el concepto y alguna aplicación.

Una de las muchas conclusiones que sacaron, fue que el reparto de la potencia entre las hélices tiene un importante efecto sobre la eficiencia global, ya que afecta mucho al coste del sistema de propulsión.
El reparto de la potencia es probablemente el aspecto más importante cuando se evalúa este tipo de sistema de propulsión para un barco.

Propulsión CRP Azipod en funcionamiento

El concepto de propulsión CRP Azipod se ha aplicado a dos transbordadores rápidos que operan en Japón y son los primeros barcos que cuentan con este tipo de propulsión.
Los transbordadores Hamanasu y Akashia de Shinni Honkai llevan en servicio desde junio de 2004.

Los barcos se construyeron en el astillero Heavy Industries que Mitsubishi tiene en Nagasaki. El concepto operacional se basa en una elevada velocidad de crucero (30,5 nudos).

Estos buques están diseñados para conseguir una navegación suave.
La unidad Azipod funciona también como timón y mejora la gobernabilidad estabilizando el flujo y aumentando la potencia. Facilita la maniobrabilidad en puerto, especialmente a bajas velocidades, y reduce el tiempo de atraque.

El diseño de la planta de propulsión incluye dos motores Wärtsilä 12V46 que impulsan una hélice principal de paso regulable a través de una caja de engranajes de doble entrada y salida única. Otro par de motores 12V46 mueve los alternadores que suministran energía eléctrica a la unidad Azipod.

La distribución de potencia es de 25,2 MW en la hélice principal y 17,6 MW en la unidad Azipod, lo que hace un total de 42,8 MW. Para conseguir la misma velocidad de navegación, un sistema de propulsión convencional de doble eje requeriría una potencia total instalada de aproximadamente 47 MW.

Tras varios meses de funcionamiento en su ruta, la compañía naviera sabe que, durante el mismo servicio de 24 horas, los dos barcos ahorrarán el 20% de combustible en comparación con los dos antiguos transbordadores accionados con motor diesel, de doble eje, que operaban temporalmente en la ruta.

Con respecto a la velocidad de régimen, en las pruebas de velocidad, con una potencia repartida entre la hélice de proa (55%) y la de popa (45%), el buque registró una velocidad máxima de 32,04 nudos, un logro notable comparándolo con la velocidad de régimen de los transbordadores de doble eje que era sólo 29,4 nudos.
En relación con la capacidad de transporte, los antiguos transbordadores, tienen una capacidad de 15% menor que la de los nuevos barcos.

El uso de la transmisión de energía eléctrica y tecnología CRP proporciona un ahorro considerable a las compañías navieras gracias a la reducción del consumo de combustible, a los menores costes de mantenimiento y la mayor flexibilidad durante el diseño del barco.

Otra importante ventaja es que se reduce la contaminación, un factor que ganará en relevancia a medida que la legislación medioambiental se vaya haciendo más estricta.

Ver también:

Propulsión Eléctrica en los Buques (I)

Propulsión Eléctrica en los Buques (II)

Propulsión Eléctrica en los Buques (III)