Nuevo Concepto en Propulsor Naval

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    ZIPOD

    UN NUEVO CONCEPTO EN PROPULSION NAVAL

    1-HISTORIA DEL DESARROLLO Y NOCIONES BASICAS

    Antes de entrar en materia puramente tcnica, conviene dejar bien

    claro, que el objeto de ste pequeo trabajo es meramente ilustrativo,

    ya que el que escribe esto, a pesar de sus muchos aos de maquinista

    naval, no es ningn experto en el tema, y slo me mueve el inters de

    actualizar conocimientos acerca de un sistema que con el que por edad,

    no tuve oportunidad de trabajar, y sobre todo para no demostrar unaignorancia absoluta por si alguien me pregunta por el tema. Es ms, ni

    siquiera pretendo ser original,

    ya que toda la informacin

    procede de medios al alcance

    de todo el mundo, y si algn

    merito tiene es el trabajo de

    recopilacin.

    Fig 1.-AZIPOD

    Primero y principal, definamos lo que es un AZIPOD.Tal denominacincorresponde a una marca registrada del Grupo ABB para su hlice

    azimutal, y significa Azimuthing Podded Drive. Parte de un proyecto

    desarrollado en Finlandia por los Astilleros Kverner-Masa y ABB para un

    elemento de propulsin marina consistente en hlices movidas

    elctricamente incorporadas en un carenaje o barquilla orientable 360.

    El primer buque en montarlo, en 1990, fue el Seili, un pequeo

    rompehielos y auxiliar de mantenimiento de boyas, y en las primeras

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    construcciones aun se llamaba Cyclopod por estar alimentado a travs

    de un convertidor directo de frecuencia(Ver Apndice 1).

    Este buque en cuestin, montaba en origen un motor diesel

    convencional con timn y hlice de paso variable con una potencia demquina de 1600 Kw, y era capaz de romper hielo de 45 cm. de espesor.

    A partir de la modificacin, y a pesar de haberse reducido la potencia en

    100Kw, fue capaz de romper espesores de 55 cm, y adems hacerlo

    navegando hacia popa, lo que antes era imposible debido a la

    disposicin del timn.

    Fig 2.-Rompehielos SEILI

    Este sistema lleva instalado en buques de diferentes caractersticas ms

    de 15 aos y ha dejado de ser exclusivo en rompehielos.

    Hoy da son diferentes los fabricantes de ste sistema y otros muyparecidos:

    AZIPOD(ABB-MASA)

    MERMAID(ALSTOM-KAMEWA)

    DOLPHIN(JOHN CRANE LIPS-STN ATLAS)

    SSP(SIEMENS-SCHOTTEL)

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    Los tres primeros son basicamente similares, pero el SSP consiste en

    dos hlices unidas al eje del motor elctrico, girando en la misma

    direccin, la de proa tirando y la de popa empujando. Hacia la mitad de

    la barquilla, se colocan unas aletas laterales, que junto a la parte vertical

    de la sustentacin desva el flujo de las corrientes de agua de la hlice de

    popa, lo que permite reutilizar la energa de los flujos de la hlice de

    proa.

    Fig 3.-Sistema SSP(Siemens-Schottel)

    Pasemos a considerar las ventajas de ste sistema:

    1.- Excelente maniobrabilidad, an entre hielos y mar gruesa, con radios

    de giro muy cortos.

    2.- Con ello se eliminan largas lneas de ejes, timones, reductoras y

    hlices de paso variable, entre otros elementos complicados y costosos.

    3.- Al basarse en sistemas diesel elctricos o turbo elctricos, facilita

    mltiples disposiciones de la Sala de Mquinas, con reduccin

    considerable de ruidos y aumento de la seguridad , al ser los sistemas

    redundantes.

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    4.-Todo esto da como resultado menor consumo y menores costos de

    mantenimiento, ya que los motores diesel funcionan a rgimen

    constante sin variaciones de carga.

    5.-La unidad en s, es muy adaptable, puesto que puede construirsecomo impulsora o tractora.

    6.-Puede trabajar a muy bajas revoluciones, gracias al convertidor de

    frecuencia, manteniendo el par mximo a cualquier velocidad.

    Fig 4.-Buque de Cruceros Carnival Elation.Primer buque de pasaje en montar propulsin por AZIPOD

    La consolidacin definitiva del AZIPOD, vino en 1998, con la instalacin

    en un buque de crucero, concretamente, el Elation, de la Compaa

    Carnival*. Como resultados operativos, produjo un aumento de la

    velocidad y una disminucin del consumo, permitiendo ahorrar hasta 40

    toneladas de combustible semanales

    Fig 5.- AZIPODS del buque Carnival Elation

    *La Compaa Carnival acapara alrededor del 65% del mercado mundial de cruceros.

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    Si ste trabajo tiene que tener un mnimo de seriedad, no podemos

    pasar por alto el AZIPOD de ltima generacion, o CRP AZIPOD.Es un

    desarrollo de ABB y Samsung para un grupo propulsor de dos hlices

    contrarrotatorias.

    Sin embargo, en qu consiste y cmo funciona lo veremos con cierto

    detalle en un captulo posterior.

    Independientemente de las ventajas del sistema, cmo en cualquier

    proyecto en sus inicios, no se vi libre de problemas y averas de cierta

    consideracion.Sin extendernos demasiado, el buque Millennium, de la

    Celebrity Cruises, present elevadas vibraciones en sus turbinas de gas y

    averas en uno de sus PODs, lo que le oblig a una prolongada estanciaen dique y cancelacion de varios cruceros con lo que ello conlleva.El

    Carnival Paradise, tuvo averas importantes en los cojinetes de los

    AZIPOD.Pero todo ello es hasta cierto punto previsible en todo sistema

    en las primeras fases de su desarrollo.

    2-DISPOSICION GENERAL Y FUNCIONAMIENTO

    Este sistema que empez utilizndose en rompehielos y barcos de porte

    discreto, cada vez aumenta su implantacin en todo tipo de buques,

    sobre todo en buques de pasaje y cada vez ms en grandes

    portacontenedores y LNG.

    La base de su xito consiste en la simplificacin, ya que bsicamente

    consiste en un elemento que combina propulsin y sistema de gobierno.El motor elctrico usado para hacer girar el propulsor se contiene en una

    unidad sumergida capaz de rotar libremente alrededor de su eje vertical.

    Debido a la flexibilidad del sistema se propicia la estandarizacion de la

    construccion del buque, y su fabricacion por mdulos.

    Al ver un buque propulsado por cualquiera de los sistemas azimutales,

    tenemos que olvidarnos de sala de Mquinas convencional, puesto que

    al no existir unos Motores Principales como tales, ni los clsicos Motores

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    Auxiliares, ni reductoras, ni ejes, propicia que los diferentes elementos

    se puedan colocar segn la conveniencia y las especificaciones del

    buque.

    Toda la instalacion de generacion de potencia parte de unos MotoresDiesel,-Haciendo un inciso, ya que AZIPOD es un proyecto finlands, es

    hasta cierto punto lgico, que muchos de los motores que se montan

    sean Wrtsil, aunque para complicar las cosas, tambien se est

    recurriendo a las tubinas de gas-, que junto con los alternadores que

    mueven, actuan como generadores de corriente, 50 o 60 Hz, que a

    travs de los cuadros elctricos principales, uno o varios, es distribuda

    hacia los transformadores de propulsion por la red de potencia.La ltima

    escala en la distribucion, es el paso a travs de los convertidores de

    frecuencia, que son los que controlan la velocidad de los motores

    elctricos que en definitiva son los que mueven las hlices.

    Originalmente, los motores de corriente continua eran la alternativa

    ms prctica para la propulsion, pero con la evolucion de los

    semiconductores industriales, las unidades de variacion de velocidad

    para motores de corriente alterna fueron comercialmente competitivas,

    y hoy da, todos los sistemas de propulsion elctrica, estn basados en la

    tipologa de unidades de corriente alterna.Las mquinas de corriente

    continua practicamente han desaparecido, sin duda, a causa de la

    complejidad de su rotor.

    Ms o menos, todo lo comentado en los prrafos anteriores, queda

    reflejado bastante explicitamente en el esquema de la figura N 6,

    aclarando unicamente, que las lneas rojas se refieren a la red de

    potencia, y las azules a la de control.

    En propulsion por PODs, se utilizan tres tipos de motores: sncrono, de

    imanes permanentes y de induccion.

    Con diferencia, el motor usado ms comunmente, es el sncrono(SM),

    debido a su gran eficiencia y su alto rango de potencia.Se llama sncrono

    porque el rotor a gira velocidad sincrnica, lo que quiere decir que el

    rotor gira al mismo ritmo que la oscilacion del campo magntico que lomueve.

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    A da de hoy, existen limitaciones de potencia , ya que hasta ahora no se

    han superado los 21MW por unidad instalada, aunque en un futuro

    prximo se barajan prestaciones de hasta 32MW, lo que condiciona a su

    vez la velocidad, no superndose los 26 nudos.De ah que esta tecnologa

    an no se hay implantado en buques tipo fast-ferry o que requieran muy

    altas potencias.

    Fig 6-Esquema general de instalacin

    Lo expuesto anteriormente, no pasa de ser una evidencia temporal, que

    solo tendr vigencia en funcin de la evolucin de la industria naval.

    Un ejemplo de sta tecnologa llevada a sus ltimos extremos, es el

    buque Oasis of the Seas, de Royal Caribbean que instala seis Motores

    Diesel en dos grupos de tres, ambos de diferentes potencias, aunque

    ninguno supera los 21MW citados. Al final de sta exposicin nos

    referiremos brevemente a ste buque, ya que dadas sus dimensiones,

    tiene un evidente inters.

    3-FILOSOFIA DEL DISEO

    Todo lo referido a continuacin se basa en un modelo concreto de

    AZIPOD, pero que en definitiva, no difiere mucho de otros modelos y

    marcas, a excepcin de SSP y CRP, y cumple la funcin didctica.

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    El mdulo de propulsin y su asociado el mdulo de gobierno se

    construyen en acero y ste ltimo se suelda al casco como parte

    estructural. El mdulo de propulsin sumergido incorpora el motor

    trifsico en un entorno estanco, moviendo directamente una hlice de

    paso fijo.

    La hlice se construye de acuerdo a las especificaciones del cliente,

    segn las particularidades del buque confirmadas por el astillero.

    Cada AZIPOD habitualmente consta de catorce elementos: dos mdulos

    y doce auxiliares. Se construyen de forma separada para su instalacin

    en el astillero, de la forma que sigue:

    Mdulo de propulsin (Propulsin Module)

    Mdulo de gobierno (Steering Module)

    Unidades de gobierno(habitualmente 4) (Steering Drive,SD,14)

    Unidad elctrica de control(1) (ESCU, Steering Control U.)

    Unidad de enfriamiento(1) (CAU, Cooling Air Unit)

    Conductos de aire(2) (AD, Air Ducts)

    Unidad hidrulica(1) (SRU, Slip Ring Unit)

    Unidad de control del eje(1) (SSU, Shaft line supp..)

    Unidad de interface(1) (AIU, Azipod interf u.)

    Unidad local de backup(1) (LBU)

    Todos estos mdulos independientes se ensamblan junto con las

    tuberas y el cableado que interconectan el Mdulo de Propulsion y el

    Mdulo de Gobierno.

    Esta relacin de elementos aparentemente un poco descoordinada

    queda reflejada en la figura n 7, que acompaa al texto:

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    Fig 7-Ejemplo de disposicin de mdulos y auxiliares

    4-MODULO DE GOBIERNO

    El servo electromecnico proporciona gobierno al mdulo de propulsin.

    Los motores del servo son del tipo asncrono y cada uno de ellos est

    conducido por su propio convertidor de frecuencia. La configuracin

    tpica del mdulo de gobierno incluye cuatro motores dependiendo en

    definitiva de los requerimientos de par.

    La conexin entre cada motor hidrulico y la reductora se efecta

    mediante un embrague de torsin. La reduccin planetaria transfiere el

    par desde cada motor al pin respectivo. Cada motor va provisto de un

    freno para prevenir cualquier movimiento insospechado del pod, o

    cuando todos los motores estn desconectados.

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    Los cojinetes y el grupo del servo se lubrican en bao de aceite por

    chapoteo. Un triple cojinete soporta el peso del mdulo de propulsin y

    le permite girar alrededor de su eje vertical.

    Fig 8.-Mdulo de gobierno

    5-INSTALACION PARA LA REFRIGERACION DEL MOTOR DEL

    PROPULSOR

    El grupo refrigerador habitualmente viene compuesto por dosventiladores radiales y un enfriador de tubos de agua de doble cuerpo

    cuya circulacin proviene del circuito de Baja Temperatura del buque.

    Con los dos ventiladores

    funcionando junto con los

    intercambiadores se obtiene el

    100% de la refrigeracin. La

    circulacin de aire se efecta atravs de los filtros

    correspondientes.

    Fig 9-Sistema de ventilacin del motor

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    6-DISPOSICION DE LOS COJINETES DEL EJE DEL PROPULSOR

    El extremo del eje correspondiente al propulsor se soporta por un

    cojinete axial. El extremo opuesto del eje se compone de una chumacera

    de empuje y un cojinete de apoyo.

    La lubricacin en ambos extremos,

    se efecta por chapoteo y poseen

    su propio crter. Los dos sistemas

    estn separados uno de otro. Los

    crteres estn parcialmente llenos y

    hay circulacin de aceite. Ambos

    extremos tienen cada uno dosbombas de aceite. Solamente

    circula una bomba y la otra arranca

    automticamente en caso de cada

    de presin. Ambos crteres son

    estancos y efectan el cierre

    Fig 10-Chumacera de empuje y cojinete de apoyo mediante sellos de doble cuerpo.

    El aceite se recircula hasta la Unidad de Control(SSU) donde se filtra y

    enfra. En esta misma unidad se monitorizan mltiples funciones

    dependiendo de cada necesidad. El eje del propulsor va provisto de un

    sello de cuatro cmaras

    lubricado.

    Durante las tareas de

    mantenimiento, el eje se

    sujeta mediante un freno

    hidrulico accionado por

    una bomba manual.

    Fig 11-Esquema de lubricacin del eje

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    Para ms detalle observemos la figura

    n 12, donde se aprecian los sellos de

    aceite de la zona de los cojinetes ,as

    como el cierre de la bocina o sello de

    la zona de agua, ambos

    independientes. En el cuerpo, existe

    un espacio vaco con drenaje para

    recoger prdidas ocasionales.

    Fig 12-detalle de los sellos del eje

    Dada la complejidad de ste sistema requiere de unas condiciones de

    instalacin que la mayora son de sentido comn, pero que ayudan a

    prevenir la aparicin de problemas.

    Lmites en la temperatura del agua de mar -2.+32C

    Angulo mximo de montaje(longitudinal y lateral) 4

    El rea de la maquinaria debe contar con una instalacin suficiente de

    aire acondicionado.

    Temperatura ambiente +1045C

    Control de la humedad relativa a fin de evitar las condensaciones

    Fig 13-Angulos de montaje(longitudinal y lateral)

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    7-INTERFACE DEL SISTEMA

    Las funciones auxiliares del AZIPOD se controlan por el sistema de

    automatizacin de la maquinaria del buque(MAS, por sus siglas en

    ingls).Por lo tanto, se debe crear un interface, es decir, un punto deinteraccin entre componentes o bsicamente una conexin entre

    ordenadores o mquinas dando comunicacin entre distintos niveles.

    El MAS tiene las siguientes funciones.

    Control de los sistemas auxiliares de propulsin

    Control del subsistema de refrigeracin por aire

    Control de la circulacin de aceite de la lnea de ejes

    Monitorizacin del grupo y control de alarmas de los diversos sistemas

    Fig 14-Interface con los sistemas del buque

    Este Interface aplica el protocolo Modbus RTU*, creacin de ABB.

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    El mbito de aplicacin del AZIPOD se mejora mediante el

    IMI(Intelligent Maneuvering Interface), control remoto manual y sistema

    de indicacin para el operador. Suministra control manual actualizado al

    Puente y a la Sala de Control de Mquinas, as como a los alerones y

    cualquier otro punto en el que se quiera instalar, ya que son consolas

    comerciales en el mercado de la construccin naval.

    Todos stos sistemas son redundantes y se incluye un subsistema de

    backup.

    El control en el Puente se realiza mediante el Intelligent Bridge Control

    Interface que proporciona informacin en tiempo real y mejora la

    presentacin del sistema

    Fig 15-Intelligent Bridge Control Interface y detalle

    *Modbus RTU:Protocolo de Comunicaciones que permite el control de una red de dispositivos y conexin conuna unidad remota de supervision

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    8-ADMINISTRACION DEL SISTEMA DE PROPULSION

    El Sistema de Administracin de la Condicin de Propulsin(PCMS) es lasolucin tcnica para la monitorizacin de los componentes crticos del

    AZIPOD y de los sistemas de propulsin. El PCMS adquiere y almacena

    datos continuamente desde numerosas fuentes y provee funciones para:

    Vigilancia de las condiciones de funcionamiento

    Desgaste y tiempo til de funcionamiento de los diferentes

    componentes.

    Diagnsticos remotos

    Solucin de problemas

    Revisiones y Mantenimientos programados.

    Fig 16-Diseo del PCMS

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    9-DISEO DEL BUQUE

    Los siguientes parmetros, describen el usual proceso de diseo en

    astillero.

    Tras definir las especificaciones bsicas del buque, el Mdulo de

    Propulsin se escoge basndose en los requerimientos de empuje o de

    par. El Mdulo de Gobierno se selecciona en funcin del par, de la altura

    del soporte y de la velocidad del buque. La planta de potencia, se adeca

    para cumplir las prestaciones de ambos mdulos.

    Los sistemas auxiliares se instalan cumplimentando las especificaciones

    de los mdulos principales y habitualmente en configuracin

    redundante.

    Se disea la Sala del AZIPOD con sus correspondientes sistemas de

    proteccin antiincendios.

    Se detalla todo el sistema de interfaces con asignacin de los puntos de

    automatizacin.

    Se configura la disposicin del Control del Buque.

    El constructor comienza el diseo hidrodinmico del buque segn los

    siguientes pasos:

    Esbozo de las lneas de popa del buque en funcin del AZIPOD

    Estimacin del dimetro del propulsor

    Definicin de la curva velocidad-empuje segn las condiciones de

    calado.

    Seleccin de la potencia requerida y del valor de las rpm del propulsor.

    Es importante colocar el AZIPOD en el emplazamiento correcto del casco

    del buque. De acuerdo a la experiencia, en el caso de doble AZIPOD, se

    recomienda colocarlos lo ms a popa y ms cerca de los costados del

    buque como sea posible.los Mdulos de Propulsin deben colocarse con

    un margen de distancia entre ellos que no dificulte los ngulos de giro.

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    Para un diseo ms preciso, se debe considerar la forma del casco y el

    flujo de agua.

    Los propulsores del AZIPOD son siempre hlices de paso fijo debido a

    que la velocidad de giro y el par se controlan por un convertidor defrecuencia. El AZIPOD tpico es de arrastre(pulling type) y se construye a

    medida de cada buque.

    Las fuerzas del Mdulo de Propulsin se transfieren a la estructura de

    acero del casco, por lo que stas se deben calcular durante la

    construccin, as como los momentos de flexin. El Mdulo de Gobierno

    se suelda al casco como parte estructural del mismo.

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    ZIPOD CRP

    El AZIPOD CRP es un concepto desarrollado por ABB en el cual una

    unidad orientable, se monta inmediatamente detrs de un propulsorconvencional. Colocados en el mismo eje, pero sin ninguna conexin

    fsica, la hlice del pod, gira en sentido contrario a la hlice fija acoplada

    a un eje. Con sta disposicin se consigue una mejora en eficiencia

    hidrodinmica de un 10%.

    Fig 17-AZIPOD CRP

    Cuando uno vende algo, sean coches, lavadoras o sistemas de

    propulsin naval, lo suyo siempre es lo mejor, as que por lo tanto

    repasemos las ventajas que segn el fabricante ofrece ste sistema:

    1-EFICIENCIA HIDRODINAMICA

    La energa de rotacin de la hlice delantera, se utiliza en la hlice

    trasera.

    Es ms fcil elegir la distribucin de cargas.

    Al ser un solo eje, facilita la suavidad de lneas del casco.

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    2-CONSIDERACIONES TECNICAS

    En primer lugar, se recupera el componente de velocidad rotacional de

    marcha delante de la hlice principal; adems, puesto que la potencia se

    reparte entre dos hlices, la carga en cada una de ellas se reduce ypermite que tengan dimetros ms pequeos.

    La relacin de carga entre la hlice principal y la del AZIPOD se puede

    ajustar con bastante flexibilidad. La hlice principal aporta entre el 60 y

    70 por ciento de la carga y la del AZIPOD entre el 30 y el 40 por ciento.

    Cuando la potencia de propulsin se reparte por igual entre las hlices

    el dimetro de la hlice contra-rotativa es 85 al 92% del dimetro de la

    hlice de marcha adelante. Si vara la distribucin de potencia, ser

    necesario prestar especial atencin al dimetro de la hlice contra-

    rotativa. Si presuponemos una distribucin de potencia de 30% y 70%, el

    dimetro de la hlice contra-rotativa ser 70% a 80% del dimetro de la

    hlice de marcha adelante.

    El dimetro de la hlice contra-rotativa AZIPOD, debe calcularse para

    que durante el funcionamiento normal, el disco de la hlice permanezca

    dentro de la estela de la hlice principal. De ste modo, queda

    asegurado que las palas de la hlice AZIPOD no interferirn con el vrtice

    de la punta de pala de la hlice principal, lo que podra ocasionar proble-

    mas de cavitacin y vibraciones.

    Las caractersticas de cavitacin de las

    dos hlices son muy importantes, no

    slo por el posible efecto negativo dela cavitacin sobre las palas, sino

    tambin por su influencia sobre el

    nivel de impulsos de presin sobre el

    Fig 17-Tnel de cavitacin para CRP AZIPOD el casco, que puede aumentar el nivel

    de vibraciones en el eje motor.

    Aparte, hay que hacer dos consideraciones. El nmero de palas de

    ambos propulsores es diferente para evitar resonancias.

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    La velocidad de la hlice del AZIPOD es mayor que la de la hlice

    principal para asegurar la mxima eficiencia en ambos propulsores.

    La hlice de marcha adelante es convencional y su diseo es

    relativamente sencillo. Si las caractersticas de cavitacin son buenas, eldiseo de la hlice contra-rotativa tendr muchos menos problemas.

    Dado que ambas hlices estn muy prximas, el funcionamiento de una

    afecta a la otra y ambas deben disearse conjuntamente.

    Uno de los problemas inherentes a este montaje, es el buje de la hlice

    principal .Cuando se orienta la unidad AZIPOD, el vrtice que genera la

    hlice principal puede colisionar con la base de las palas de la hlice

    contrarrotativa y dar lugar a cavitaciones produciendo erosiones

    perjudiciales.

    3-APLICACIONES

    En el caso de buques de una sola hlice destinado a operar con cargas

    moderadas, el sistema CRP proporciona muy poca mejora del

    rendimiento de la propulsin, debido a que las hlices actuales son muy

    eficaces debido a su diseo optimizado.

    Fig 18-Ejemplo de buques con AZIPOD CRP

    Las ventajas residen en la capacidad de maniobra, en la redundancia de

    la propulsin y en el menor tamao de las Salas de Mquinas, sin olvidar

    la reduccin de ruido y vibraciones.

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    El CRP destaca sobre todo en las exigencias de propulsin con gran carga

    sobre la hlice en rgimen de gran velocidad o cuando existan

    limitaciones del tamao de las hlices. En estos casos se encuentran los

    buques RoPax rpidos, los buques portacontenedores de gran tamao y

    los barcos LNG para gas natural licuado. Las pruebas efectuadas en

    canales de experiencias hidrodinmicas reflejaban una mejora de un 5%

    a un 9% sobre buques parecidos y de propulsin convencional.

    Todo esto, se traduce en una serie de ventajas operacionales:

    Mejora de la maniobrabilidad en puertos y canales

    Reduce la dependencia de remolcadores en maniobras portuarias

    Mejora de la operatividad del buque a baja velocidad

    Ms seguridad en situaciones comprometidas, cmo crashstop,

    maniobras de emergencia o mal tiempo.

    Y por supuesto, la frase del milln de dlares: respetuoso con el medio

    ambiente, ya que sin eso, hoy da ningn sistema es perfecto.

    A continuacin, para ver la disposicin general de ste sistema a bordode un barco, nos ceiremos a un caso concreto, y para ello he elegido

    dos ferries japoneses que fueron los primeros que montaron CRP.

    Fig 19-Akashia, el primer buque operativo con CRP

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    Estos dos buques, el Akashia y el Hamanasu de la Compaa Shinni

    Honkai se construyeron en los Astilleros Mitsubishi de Nagasaki y estn

    operativos desde 2004.Las exigencias operacionales se basan en una

    elevada velocidad de crucero(30,5 nudos)

    El diseo de la planta de propulsin incluye dos motores Wrtsil

    12V46 que mueven una hlice de paso variable a travs de una

    reductora de doble entrada y salida nica. Otro par de motores 12V46

    mueven los alternadores que suministran energa a la unidad AZIPOD.

    La relacin de potencia es 25,2Mw en la hlice principal y 17,6Mw en la

    unidad AZIPOD para un total de 42,8Mw.Para conseguir la misma

    velocidad un sistema de propulsin de doble eje, requeriraaproximadamente 47Mw.

    Fig 20-Disposicion de una Sala de Mquinas tpica para CRP

    El resultado fue, que tras varios meses de operacin se comprob que

    se produca un ahorro de combustible de un 20% en comparacin con los

    antiguos buques de doble hlice que cubran la misma ruta.

    Asimismo, la velocidad se vio incrementada, ya que en los nuevos

    buques, se logr una velocidad de 32,04 nudos, frente a los 29,4 nudos

    de los barcos antiguos.

    Con esto, creo que dada la limitada amplitud de ste trabajo, no se

    requieren ms profundizaciones en el tema.

  • 8/10/2019 Nuevo Concepto en Propulsor Naval

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    EL BUQUE O SIS OF THE SE S

    Como colofn a ste estudio, no me resisto a echar un pequeo vistazo

    sobre uno de los buques ms espectaculares que navega hoy da y en el

    que el concepto de AZIPOD se ha llevado a sus ltimas consecuencias.

    Fig 21-Oasis of the Seas

    Este autntico leviatn, perteneciente junto con su gemelo el Allure of

    the Seas a Royal Caribbean, es el mayor buque de pasaje jamsconstrudo

    Es un producto realizado en los Astilleros STX Europe, en Turku,

    Finlandia y fue botado el 28 de Octubre de 2009.Con una eslora de 380

    metros y una manga de 47, tiene un desplazamiento de 225.282 GT y un

    calado de 9,3m. y tiene una capacidad mxima para 6296 pasajeros.

    La potencia necesaria para mover ste despropsito, proviene de un

    grupo de generadores Diesel, tres Wrtsil 16V46D common rail de 16

    cilindros de 18.860Kw(25.290hp) cada uno y otros tres similares de 12

    cilindros que producen 13.860Kw(18.590hp) cada uno.

    Fig 22-Sistema Common Rail

  • 8/10/2019 Nuevo Concepto en Propulsor Naval

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    Una particularidad de stos motores es que poseen un 40% menos de

    piezas que otros similares.

    Para generar un total de 97.020Kw(130.110hp), el consumo de Fuel-Oil,

    IFO 380, es de 5200 litros por motor y hora para los de 16 cilindros y de3900 litros para los de 12 cilindros a mxima potencia.

    Fig 23-Motores Wrtsil 12V46D del Oasis of the Seas

    La propulsin viene suministrada por tres AZIPOD ABB de

    20.000Kw(26.800hp), cada uno. Los motores contenidos en stos pods,

    mueven hlices de paso fijo de 6m. de dimetro, lo que le proporciona

    una velocidad mxima de 22,6 nudos.

    Para facilitar las

    maniobras en puerto

    tambin cuenta con

    cuatro hlices

    transversales a proa

    de 5.500Kw(7.380hp)

    cada una

    Fig 24-AZIPODS del buque Oasis of

    the Seas

  • 8/10/2019 Nuevo Concepto en Propulsor Naval

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    Los dems elementos q ue completan el sistema de propulsion son los

    elctricos y que en ste caso se componen de los cuadros principales de

    11Kv, seis transformadores de propulsin y tres convertidores de

    frecuencia ACS6000SD.

    Cada uno de stos buques

    lleva instalados cuatro

    evaporadores Hamworthy

    MSF que producen un

    total de 3300 toneladas de

    agua dulce al da para

    cubrir las necesidades del

    buqueFig 25-Evaporador Hamworthy MSF del Allure of the Seas

    Para finalizar ste captulo, he incluido algunas imgenes interesantes

    del buque, que sin duda impresiona por sus dimensiones y su tecnologa.

    Otra cuestin, es lo que cada uno opine sobre los extremos a los que se

    est llegando en la construccin naval y en la necesidad de hacer buques

    para llevar ms de 6.000 pasajeros, pero creo que aqu no viene al caso.

  • 8/10/2019 Nuevo Concepto en Propulsor Naval

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    Para concluir, sta exposicin puede dar la impresin que el AZIPOD ysistemas azimutales similares desbancar en los prximos aos a lapropulsin naval tradicional, pero dado el hecho de que las hlices dealto desarrollo, tanto de paso fijo cmo de paso variable han

    evolucionado al mismo ritmo, lo que unido a los gigantescos motoresdiesel de ms de 100.000 CV para portacontenedores y grandespetroleros, hace pensar que cada uno de ellos ocupar un lugar propioen el transporte martimo, en funcin de las necesidades, y sobre tododel coste econmico.

    Fuentes consultadas:

    Manuales y folletos informativos de ABB

    Electrical systems in pod propulsin(Chalmers University ofTechnology.Gteborg,Sweden,2007)

    Centro de Jefes y Oficiales.Maqunistas Navales(Repblica Argentina)

    SAM Electronics.Podded Propulsion Drive for Cruise Liner Seven Seas Navigator

    Royal Caribbean International

    Y otras Fuentes en la web