martes, 25 de marzo de 2014

Diseño de las Hélices CLT (Contracted and Loaded Tip Propeller)

Hélices de alto rendimiento con placas de cierre en el extremo de las palas

En los últimos años se han venido desarrollando nuevos diseños de hélices no convencionales encaminados a mejorar el rendimiento propulsor del buque; así podemos citar las de paso variable, hélice tobera, contra-rotativa, azimutales, supercavitantes, emergentes, Voith-Schneider, etc.

Sin duda, una de las aportaciones más importantes ha sido un diseño español de un tipo especial de hélice denominada CLT o hélice con «extremos de pala cargados».

 
En 1976 Astilleros Españoles comenzó las primeras investigaciones sobre hélices con placas de cierre en los extremos de las palas, denominadas entonces hélices TVF (Tip Vortex Free).
 
A pesar del entusiasmo inicial y de las posibilidades de aplicación de este tipo de hélices con placas de cierre, las circunstancias de ese momento no condujeron al necesario desarrollo que permitiese su aplicación práctica.
 
En abril de 1987 nació SISTEMAR S.A. con la intención de continuar los desarrollos que el Dr. Ingeniero Naval Gonzalo Pérez Gómez había comenzado con estas hélices en Astilleros Españoles.
 
Las teorías tradicionales para el diseño de hélices y los métodos de extrapolación de los resultados de los ensayos de modelo no son válidos para hélices con carga en los extremos de las palas. Esta es la razón por la cual los expertos de Sistemar han hecho considerables esfuerzos para desarrollar sus fundamentos teóricos y sus procedimientos para este tipo de hélices, que tiene en consideración la tesis propuesta por el Dr. Gonzalo Pérez Gómez de que una hélice con carga positiva en los extremos de la pala tendría mayor rendimiento que las hélices convencionales. 
 
En las CLT, gracias a sus placas de cierre, se independiza el flujo en el extremo de la pala, lo que permite que se cree una diferencia de presiones y las anchas secciones extremas de las palas contribuyen en gran medida al empuje total, tal como se observa en la figura.

Hélice CLT  
Respecto a la cavitación, tienen a su favor la menor depresión existente aguas arriba, pero en su contra está el desprendimiento de flujo producido en las secciones extremas debido al excesivo ángulo de ataque (ver: «Un hito español en la propulsión naval. Rentabilidad de un amplio programa de I + D +i».) 

La segunda generación de estas hélices ha aportado mejoras, como la reducción de la depresión en la cara de succión, minimizando la extensión de cavitación tipo lámina y las fluctuaciones de presión, y han aumentado la sobrepresión en la otra cara, con el consecuente aumento del rendimiento.
 
Estos procedimientos han sido respaldados por más de 500 experiencias a plena escala y los fundamentos teóricos están contenidos en el libro titulado "Detailed design of ship propellers" cuyos autores son G. Pérez Gómez y J.G. Adalid publicado por el FEIN.
 
SISTEMAR está en continuo desarrollo de la tecnología CLT en busca de la hélice óptima. Ha participado en proyectos europeos de I+D+i como SUPERPROP y SILENIV y actualmente participa en los proyectos del 7º Programa Marco de la Comisión Europea TRIPOD y AQUO. Con la Office of Naval Research de la US Navy se ha iniciado también un proyecto con hélices CLT aplicadas a un buque de la Marina, cuyos ensayos con modelos se van a realizar en CEHIPAR.
 
 
En el blog barcos-de-pesca, podés leer un estudio sobre el cambio de hélice al Buque Pesquero Congelador ILA, del que fui Jefe de Máquinas cuando navegaba con bandera Argentina.
 Pescanova, el Buque Pesquero “ILA” y el proyecto del cambio de la Hélice”
 


 Norberto Sánchez


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