miércoles, 29 de octubre de 2008

Las Bombas en Circuitos Hidráulicos

A bordo de los buques la energía hidráulica se emplea para accionar diversos elementos. El uso de fluidos evita muchos de los problemas de la electricidad, sobre todo cuando los equipos trabajan en lugares expuestos a los elementos.
Cuando nos referimos a fluidos, en nuestro caso nos referiremos a aceite hidráulico.

Comprender los sistemas hidráulicos básicos y sus componentes puede ser de gran utilidad al solucionar fallas que se puedan producir en su uso cotidiano.

La bomba es el corazón de cualquier sistema hidráulico, por lo tanto, cuando algo funciona mal en el sistema, es usualmente la bomba la que recibe el reproche. En realidad, es inusual que una falla de la bomba o del sistema sea causada por la misma.

Generalmente, cuando una bomba funciona mal, esto es síntoma de algún problema oculto en otro punto del sistema.

Las siguientes causas podrían afectar el buen funcionamiento de la bomba:

Aereación:
Este fenómeno se produce por la presencia de burbujas de aire dispersas en el fluido del sistema hidráulico.
La aereación de la bomba produce un alto ruido crepitante, como si bolitas estuvieran siendo bombeadas; el ruido es más elevado cuanto más alta es la presión. La aereacion excesiva hace lucir al aceite como lechoso, además produce que los componentes del circuito trabajen erráticamente a causa de la compresibilidad del aire atrapado en el aceite.
Los lugares donde puede entrar aire al circuito pueden ser:
Nivel de aceite demasiado bajo o tubería demasiado corta
Racor no estanco en la aspiración
Retén de salida del eje estropeado
Tubería de retorno demasiado corta originando emulsión del aceite (formación de espuma)
Tubería de aspiración estropeada
Retenes no estancos en los vástagos de cilindros.

Cavitación
La cavitación es un fenómeno muy importante de la mecánica de los fluidos y de particular influencia en el funcionamiento de toda máquina hidráulica.
Por cavitación se entiende la formación de bolsas localizadas de vapor dentro del líquido, pero casi siempre en las proximidades de las superficies sólidas que limitan el líquido.
En contraste con la ebullición, la cual puede ser causada por la introducción de calor o por una reducción de la presión estática ambiente del líquido, la cavitación es una vaporización local del líquido, inducido por una reducción hidrodinámica de la presión.

El ruido de la cavitación es similar al oído cuando se produce la aereación y puede ser causada por:
Caudal de aceite insuficiente en el orificio de admisión de la bomba
Obturación del filtro de admisión total o parcial
Cuerpos extraños en la tubería de aspiración
Viscosidad muy alta del aceite a la temperatura de trabajo
Temperatura demasiado baja del aceite, originando exceso de viscosidad
Temperatura del aceite demasiado alta, ocasionando vaporización
Excesiva velocidad de rotación de la bomba
Nivel de aceite demasiado bajo
Tubería de aspiración demasiado estrecha, larga con irregularidades (codos, cambios bruscos de sección, válvulas de asiento, etc.)
Válvulas medio cerradas en las tuberías de aspiración

Contaminación
La regla más importante del mantenimiento de los sistemas hidráulicos es Mantener todo el circuito limpio. La contaminación tiene un impacto en mayores costos de mantenimiento así como en la productividad del sistema.
La contaminación en sistemas hidráulicos pueden ser partículas de la naturaleza tal como el sílice (arena), metales, fibras, etc. El calor, la humedad y las partículas de desgaste de metal contribuyen a la degradación del aceite. Cualquier buen control de la contaminación debe incluir la evaluación periódica de las propiedades del aceite.
Muchos contaminantes causan una acción abrasiva en estrecha relación con las tolerancias entre los componentes, esto deriva en un prematuro desgaste y rotura de los elementos del sistema.

Calor excesivo
Una alta temperatura en alguna de las partes del sistema, por encima del límite específico afecta la viscosidad del aceite. La aereación, cavitación, sobrepresion y contaminación son todos factores que contribuyen a elevar la temperatura.
Esto acelera la oxidación del aceite deteriorando su viscosidad; esto crea una reacción en cadena. De allí que la causa de un calor excesivo debe ser eliminada para darle una efectiva cura al problema.

Sobrepresión
Sucede al someter a una bomba a trabajar a una presión mayor que para la cual fue diseñada. La sobrepresión produce fuerzas extremas sobre varios de los componentes internos y puede originar fallas prematuras.

Viscosidad
La viscosidad es una medida que determina la fricción interna de los fluidos o su resistencia a fluir. Una viscosidad mas alta de la recomendada (puede se el caso de una aceite demasiado frío) puede causar la cavitación de la bomba.
Si la viscosidad es más baja que la recomendada, (aumento de la temperatura del aceite) se pueden incrementar las fugas internas. Por lo tanto emplear un aceite con la viscosidad adecuada es la llave para una larga vida de la bomba

Recuerda, la próxima vez que la bomba de un circuito hidráulico se rompa no le hagas ningún reproche, piensa que del 90% al 95% de las fallas de las bombas pueden ser atribuidas a una o más de las causas antes mencionadas y trata de prevenirlas para que la falla no suceda nuevamente.

Norberto Sánchez
Técnico Constructor Naval
Jefe de Máquinas

sábado, 25 de octubre de 2008

Seguridad de las personas y de los Motores a su cargo

Detectores de Niebla del Cárter

El detector de niebla se emplea para vigilar la niebla de aceite del cárter y así proteger el motor de daños severos producidos por calentamiento de cojinetes o componentes de los pistones y para proteger la vida de los operadores de estos motores.
Aunque su utilización nos parezca un problema técnico, el estudio que terminó con su utilización en los motores comenzó con un grave accidente.

El Reina del Pacífico era un buque mercante utilizado por la Marina de Inglaterra que en 1946 repatrió más de 150.000 soldados y refugiados, hombres y mujeres de más de 20 nacionalidades, navegando más de 350.000 millas.
En enero de 1947 volvió a Belfast, al astillero donde había sido construido, para volver a convertirse en un buque civil, y fue necesario renovarlo completamente.

Las pruebas de mar tuvieron lugar en el Clyde, y finalizaron a plena satisfacción el 10 de septiembre, excepto por un ligero calentamiento del cojinete Nº 2 del motor exterior de babor. Al día siguiente, durante el viaje de vuelta a Belfast se produjo una violenta explosión en la sala de máquinas, seguida de otras tres, que mató 28 tripulantes de máquina.

Como consecuencia de este accidente, y con independencia de sus efectos judiciales, el Gobierno Británico encargó un estudio científico sobre sus posibles causas. Como consecuencia de estas investigaciones se avanzó mucho en el conocimiento sobre las explosiones del cárter: su origen es la ignición de la niebla de aceite que se recoge en el cárter tras lubricar camisas, pistones, etc. El aspecto positivo del desastre del Reina del Pacífico fue la concienciación en el mundo marítimo del peligro real que suponían los puntos calientes en el cárter de un motor diesel funcionando a plena potencia.

Por más de 40 años Schaller Automation - Oil Mist Detection Systems ha sido pionera en el desarrollo de detectores de niebla y es en la actualidad unas de las marcas más utilizadas por los fabricantes de motores.
Desde el año 1976 han instalado más de 31.000 detectores de niebla y en la actualidad están instalando aproximadamente 1.700 por año.

Germany:
MAN B&W AGDeutzCaterpillar MaK DMR Diesel Motorenwerke RostockSKLMBH Maschinenbau Halberstadt GmbH

Switzerland:
Wärtsilä NSD Winterthur (two and four stroke engines)

France:
Cummins Wärtsilä (former SACM)SEMT PielstickNSD Sulzer France (company is now Wärtsilä NSD)

Holland:
Stork Wärtsilä

Denmark:
MAN B&W AS Copenhagen (two stroke engines)MAN B&W Holeby (four stroke engines)MAN B&W Alpha (two and four stroke engines)

Norway:
Ulstein Bergen (now Rolls Royce Marine Engines)Wärtsilä Wichmann

Sweden:
Wärtsilä Nohab (closed operations this year)

Finland:
Wärtsilä NSD Corp. (Vaasa 32, and W46)

Great Britain:
Ruston GEC Alsthom (now MAN)Allen Diesel (now Rolls Royce)Mirrleess Blackstone (now MAN)

Poland:
ZGODA (NSD ZAL40 and ZAV40 engines)HCP Cegielski (MAN B&W and Sulzer two and four stroke license engines)Gdynia Shipyard (two stroke engines)Stocznia Szczecinska (two stroke engines)

Russia:
Russkiy Diesel (Pielstick license four stroke engines)Bryansk Diesel (MAN B&W two stroke license engines)

Italy:
Grandi Motori Trieste (two and four stroke Sulzer, Wärtsilä engines)

Croatia:
Brodosplit (two stroke MAN B&W and NSD Sulzer license)3 Maj Shipyard (two stroke NSD Sulzer license)Uljanik (two stroke MAN B&W and NSD Sulzer license)

Spain:
BAZAN Motores, Cartagena (four stroke MAN, Caterpillar license)Echevarria Wärtsilä (four stroke license engines)Manises Diesel Engine SA (two stroke MAN B&W license)

USA:
Caterpillar Inc. (series 35 and 36)

Japan:
Mitsubishi (two and four stroke engines)Diesel United (two and four stroke engines)Kawasaki Heavy Industries (two and four stroke engines)Hitachi Heavy Industries (two and four stroke engines)Niigata (four stroke engines)Mitsui (two stroke MAN B&W and NSD Sulzer license) Yanmar (four stroke engines)Daihatsu (four stroke engines)

Korea:
Hyundai Heavy Industries (two and four stroke engines)Korea Heavy Industries Co. (two and four stroke engines)Samsung Heavy Industries (two and four stroke engines)SsangYong Heavy Industries (two and four stroke engines)

China:
Hudong Shipyard (two stroke MAN B&W and NSD Sulzer license)Shanghai Shipyard (two stroke MAN B&W and NSD Sulzer license)Yichang Motor Division (two stroke MAN B&W and NSD Sulzer license)Dalian Marine Diesel (two stroke MAN B&W and NSD Sulzer license).

Creo que muchos Hispanoparlantes deben tener a cargo la conducción o mantenimiento de algunos de los motores mencionados anteriormente y sin tener el consentimiento expreso de Schaller Automation para publicarlo, en el siguiente enlace:
www.repuestosbarcos.com/articulo_niebla.htm
pueden encontrar en español y en formato PDF el manual del
Visatron - Schaller Automation http://www.schaller.de/

Espero que los ayude a utilizarlo correctamente dado la importancia que tiene para la vida de las personas y los motores a su cargo.

Norberto Sánchez
Técnico Constructor Naval
Jefe de Máquinas


miércoles, 22 de octubre de 2008

Combustión Incompleta y Desgaste Motores Diesel Caterpillar 3412

Le agradezco a un amigo, el Doctor en Tribología Manuel Rojas Nadal la excelente información tan bien documentada sobre combustión incompleta y desgaste en los motores Caterpillar 3412. Espero en el futuro seguir reproduciendo todo el material que nos proporcione. Gracias Manuel.


Norberto Sánchez
Técnico Constructor Naval
Jefe de Máquinas

martes, 7 de octubre de 2008

Las pinturas antiincrustante en cascos y hélices

El ensuciamiento o fouling tiene un efecto muy importante sobre la resistencia del casco y el rendimiento de la hélice y depende de varios factores como la temperatura del agua, la velocidad del buque y de las características del agua de los puertos en que el barco opere o amarre.

Desde que se empezaron a usar las primeras pinturas antiincrustante (anti-fouling) realmente eficaces, éstas han tenido características especiales de ser erosionables y de liberación controlada. Este tipo de pinturas, para ser eficaces, deben liberar en el agua sustancias que inhiban, repelan o retrasen el ataque y el desarrollo de los tres principales problemas que plantean las incrustaciones de microorganismos vegetales, animales y limo.

Las incrustaciones Vegetales, son las algas comunes que se adhieren cuando el buque está parado, muchas de las cuales se desprenderán cuando el casco navegue por el agua. Sin embargo, alguna de ellas, como las algas marrones, soportan mejor altas velocidades de navegación.

Las incrustaciones de organismos Animales como “caracolillos”, “mejillones”, “lapas”, etc. liberan millones de larvas microscópicas al agua. Estas larvas necesitan adherirse a un objeto estático para alimentarse, lo que sucede cuando el buque no navega.

El Limo está compuesto por decenas de millones de algas unicelulares que producen un medio de textura pegajosa sobre el que se asientan, constituyendo un terreno adecuado para que se instalen más algas.

Hasta el año 2003, el Tributilo de Estaño (trybutiltin-TBT-SPC) se ha utilizado como aditivo de las pinturas anti-fouling más habituales para evitar la incrustación de distintas formas de vida marina en los cascos y hélices de los buques reduciendo la velocidad o aumentando el consumo de combustible.

Debido a los efectos colaterales contaminantes de este compuesto con el medio ambiente, la Organización Marítima Internacional (IMO) decidió en Octubre de 2001 prohibir la aplicación de TBT-SPCs a partir de 2003 y eliminar completamente su uso a partir de 2008.

Existen al menos en principio dos alternativas en el mercado que pueden ofrecer características similares a las de las pinturas con TBT: aquellas que utilizan un principio tóxico basado en cobre y las que son antiadherentes al fouling sin ningún principio químico biocida y sí físico, tratando de evitar que las incrustaciones se adhieran a las superficies.

Las primeras, serán muy posiblemente en un futuro próximo, objeto de regulaciones restrictivas similares a las que ahora son objeto las basadas en TBT.
Las segundas, a pesar de las continuas referencias a las mismas en la literatura, no parecen ser muy eficientes desde el punto de vista económico, dada la dificultad de su aplicación y lo frágiles que son a roces y contactos. Pero además, estas pinturas son eficientes solamente para buques de media y alta velocidad y que pasan poco tiempo en puerto.
En esta categoría no entran buques pesqueros y remolcadores, que son buques que pasan la mayor parte de su vida útil amarrados al muelle, sobre todo a aquellos que operan en aguas cálidas, por tanto, parece que el futuro plantea interrogantes difíciles en el tema de los recubrimientos anti-fouling, coincidiendo con la escalada de precios de combustible, a pesar de las soluciones con agentes anti-fouling de origen natural que son objeto de investigación ahora mismo y de resultados prometedores.

Además, en el caso del ensuciamiento de origen biológico, o biofouling, como suele ser debido a varias especies distintas, no existe todavía ninguna forma de realizar una cuantificación del mismo que se pueda correlacionar con la pérdida de rendimiento tanto del casco como de la hélice, y mucho menos en buques pesqueros o remolcadores.

Los armadores de buques pesqueros afirman que las actuales pinturas antifouling, a pesar de la prohibición del TBT, son capaces de evitar el fouling macroscópico en el casco, limitando el fouling a una capa de bacterias que forman un fango que cubre toda la obra viva. Este fango se forma en el plazo de unas semanas y puede tener un efecto importante sobre la resistencia al avance. También es un elemento a tener en cuenta el fouling en la hélice, que normalmente no va pintada y produce un doble efecto de disminución del empuje y aumento de la resistencia.

Norberto Sánchez
norbertosanchez@repuestosbarcos.com

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