DYNA JOURNAL ENGINEERING

Key words:

[No data]

Article type:

ARTICULO DE INVESTIGACION / RESEARCH ARTICLE

Section:

VARIOUS

Cuando un buque navega a una determinada velocidad se encuentra con la oposición de unas solicitaciones exteriores (resistencia al avance) producidas como consecuencia de la perturbación que introduce el buque en la superficie de separación de los medios (agua y aire) en su desplazamiento y en su fricción en el agua. Como es evidente, la potencia desarrollada por el grupo propulsor del buque debe ser mayor que el trabajo útil por unidad de tiempo que es necesario realizar en contra de las solicitaciones exteriores para poder garantizar el movimiento del buque con una determinada velocidad de avance. El cociente entre la potencia de remolque o trabajo útil por unidad de tiempo efectuado para vencer la resistencia al avance a una determinada velocidad del buque y la potencia propulsora define el rendimiento propulsor del buque a esa velocidad. La potencia desarrollada por el grupo propulsor debe transmitirse a un dispositivo que transforme la energía recibida y genere un empuje en la dirección del movimiento del buque. Naturalmente en dicha transmisión se producirán unas pérdidas de energía que hacen que al dispositivo le llegue una energía inferior a la entregada por el grupo propulsor. A lo largo de la Historia se han desarrollado diversos dispositivos con la finalidad de generar el empuje necesario para permitir el desplazamiento del buque: remos, velas, ruedas de paletas, hélices, bombas de chorro de agua, etc. El dispositivo más utilizado en nuestros días para la generación de empuje es la hélice, cuya invención se remonta al siglo XV pero cuya aplicación se abre camino a lo largo del siglo XIX llegando a ser, en el último cuarto de este siglo, el principal medio de propulsión de buques y se implantó definitivamente a lo largo del siglo XX. En el último cuarto del siglo XIX, se publican los primeros fundamentos teóricos de los procedimientos para el proyecto de hélices. Dichos métodos fueron evolucionando progresivamente e incorporando los desarrollos realizados en el campo aeronáutico hasta mediados del siglo XX. A partir de ese momento, se realizan amplios trabajos de Investigación en universidades americanas y europeas con la finalidad de poder explicar de forma más precisa los fenómenos de interacción entre la hélice y el flujo que se desarrolla en la popa del buque. Además, se incorporan los ordenadores en las tareas de diseño, lo que permite utilizar modelos matemáticos cada vez más complejos para realizar el diseño de las hélices. Aunque resulta sorprendente, el importante desarrollo realizado en el campo de la Hidrodinámica naval en las últimas décadas y la introducción de herramientas de análisis cada vez más sofisticadas (ensayos con modelos, CFD, etc.) no ha supuesto una variación drástica en la geometría de la hélice ni tampoco en su rendimiento en comparación con las hélices desarrolladas a mediados del siglo pasado, la mayoría de ellas diseñadas haciendo uso de series sistemáticas obtenidas de resultados experimentales realizados en laboratorio. El mayor conocimiento de los fenómenos de interacción entre la hélice y el agua que la rodea ha permitido conseguir mejoras significativas en el comportamiento de la hélice en cavitación y, en consecuencia, en la reducción de los niveles de ruidos y vibraciones a bordo, aspectos éstos cada vez más importantes debido a que los requisitos contractuales son cada vez más exigentes y pueden llegar a ser prioritarios como ocurre en el caso de buques de guerra y buques de pasaje, por ejemplo. En los últimos años se han desarrollado diversos dispositivos así como diseños de hélices no convencionales encaminados a mejorar el rendimiento propulsor del buque. La aportación más importante en este sentido ha sido realizada por la empresa española Sistemar, que ha desarrollado un tipo especial de hélice denominada CLT (Contracted Loaded Tip) , que ya ha sido instalada en más de 260 barcos de muy distintos tamaños y características con resultados muy satisfactorios.