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 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.
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.
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
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.
ResponderEliminarEstaría bien que detallases un artículo sobre: Hélices de paso fijo, Hélices de paso variable, Toberas y Palas.
Nuevamente felicitarte por tu trabajo.