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miércoles, 10 de julio de 2019

Trasatlántico Conte di Savoia (1932)

En el espacio de pocos años, Gran Bretaña, Francia y Alemania construyeron lujosos trasatlánticos e Italia no tardó en seguirles. En el año 1932 el Conte di Savoia y su hermano, el Rex, empezaron a operar en la línea del Atlántico. Mientras que el Rex se construyó con la idea de la velocidad, pensando en la Cinta Azul, el Conte di Savoia se hizo pensando en el lujo y la elegancia. Cuando empezaron a prestar servicio, los dos buques eran los mayores trasatlánticos construidos en Italia.

El Conte di Savoia fue construido por el astillero italiano Cantieri Riuniti dell'Adriatico, de Triestre, siendo la botadura el 18 de octubre de 1931, entrando en servicio en noviembre de 1932. Tenía una eslora de 248,25 m, la manga era de 29,28 m y el calado 9,5 m, con un desplazamiento de 48.502 t. (Gross Tonnage).

La planta propulsora estaba constituida por calderas y cuatro grupos de turbinas de vapor engranadas, que accionaban cuatro hélices. La potencia total era de 130.000 SHP. La velocidad de servicio era de 27 nudos, pudiendo alcanzar una velocidad máxima de 29,5 nudos.

La capacidad de pasajeros era de 2.200 en total, repartidos de la siguiente forma; 500 en primera clase, 366 en segunda clase, 412 en clase turista y 922 en tercera clase. La tripulación del buque ascendía a 786 personas.

El Conte di Savoia fue el primer trasatlántico con estabilizadores giroscópicos, aunque este avanzado sistema de estabilización fue solamente un éxito parcial. El buque equipaba tres estabilizadores giroscópicos Sperry de 108 toneladas cada uno. El Sistema fue utilizado como reclamo para atraer viajeros, ya que prometía la eliminación de los balances que originaban fuertes mareos en los pasajeros durante el cruce del atlántico.
 
En la práctica el sistema no llegó a funcionar de forma totalmente satisfactoria debido a que, aunque disminuía el balanceo al frenar el periodo de balance, también provocaba que el buque permaneciera un tiempo escorado en los límites extremos del balance. Por razones de seguridad, el sistema era desconectado en los cruces hacia el este donde los vientos y corrientes predominantes producían olas a favor de la dirección del barco, aunque todavía se empleaba en los cruces hacia el oeste.​ Por supuesto, nada de esto afectaba a la publicidad de la naviera, y los beneficios de un "cruce sin problemas" fueron muy promocionados durante la vida útil del buque.
Estabilizadores giroscópicos del Trasatlántico SS Conte di Savoia. Fuente Wikipedia.
El Conte di Savoia originalmente fue propiedad de Lloyd Sabaudo, pero tras su fusión, pasó a ser propiedad de la recién formada Italian Line. Realizó su viaje inaugural en 1932, que casi acaba en desastre, ya que una válvula de escape explotó causando daños bajo la línea de flotación, pero gracias a un miembro de la tripulación, se pudo completar. Transportó a Eugenio Pacelli (futuro Pío XII) a una visita a Estados Unidos de ida y regreso, aunque nunca pudo conseguir la Banda Azul. El uso de giroscopios, que prometía eliminar el balanceo en alta mar, fue altamente usado como atracción para conseguir viajeros.

Después de siete años prestando servicio en la línea de Génova a Nueva York, con la llegada de la Segunda Guerra Mundial fue convertido en transporte de tropas, sirviendo exitosamente en este cometido. Durante la retirada alemana en 1943 fue incendiado y hundido durante un ataque de la aviación aliada.

Acabada la guerra fue reflotado con idea de restaurarlo para ponerlo de nuevo en servicio. Sin embargo, los daños era demasiado importantes, por lo que en el año 1950 se decidió desguazarlo en Génova.

CRONOLOGIA:
  • 1929, 28 de diciembre: se firma el contrato entre Lloyd Sabaudo y el Astillero de San Marco de Trieste.
  • 1930, 4 de octubre: se colocan las primeras planchas de la quilla de la construcción No. 483 del astillero. La prensa especula que el nombre podría ser Conte Azzurro (una clara referencia a un intento de Blue Riband, en italiano, Nastro Azzurro) o Guglielmo Marconi, que es el Presidente Honorario de la compañía naviera.
  • 1931, 28 de octubre: se lanzó en presencia del heredero al trono, el Príncipe Umberto, y su esposa, María José de Savoia, que es la madrina del barco.
  • 1932, 2 de enero: aunque ordenada por Lloyd Sabaudo, ahora es transferida a Italia Flotte Riunite en la amalgama de las principales compañías navieras italianas.
  • 1932, septiembre: pruebas de mar preliminares en el Golfo de Trieste.
  • 1932, 16 de octubre: abandona el astillero para entrar en dique seco en Venecia, vuelve a embarcar sus botes salvavidas y ejecute sus pruebas de mar en el Adriático.
  • 1932, 3 de noviembre: deja Trieste para Génova, donde llega a las 8 am del 7 de noviembre. Mientras tanto, acude a Nápoles los días 5 y 6, donde se embarca en el Príncipe Umberto.
  • 1932, 14 de noviembre: durante las pruebas de velocidad en el Golfo de Génova,  mantiene una velocidad promedio de 29,43 nudos, calificándose como la nave más rápida del mundo.
  • 1932, 30 de noviembre: comienza su viaje inaugural de Génova a Nueva York. Es el primer trasatlántico del mundo en contar con maquinaria de estabilización giroscópica (tres giroscopios Sperry) para reducir el balanceo.
  • 1932, 6 de diciembre: alrededor de las 6 pm, mientras se acerca a la costa estadounidense, experimenta una fuga e vapor en la sala de máquinas. Para exponer el lado de babor, el Capitán Antonio Lena voluntariamente coloca el barco en estribor para permitir que un valeroso voluntario, Gennaro Amatruda, descienda por el costado del barco para tapar la fuga.
  • 1932, 7 de diciembre: llega a Nueva York con cinco horas de retraso.
  • 1932, 14 de diciembre: sale en su primer cruce en dirección este.
  • 1932, 19 de diciembre: se encuentra con su primera tormenta en el Atlántico y los estabilizadores demuestran su eficacia.
  • 1933, marzo: intenta sin éxito ganar la Blue Riband.
  • 1934, 29 de marzo: ingresa al dique seco en Génova para realizar modificaciones en la popa para reducir la inclinación excesiva, y volverá al servicio el 1 de mayo.
  • 1936, 7 de enero: el trabajo comienza a eliminar la clase especial, continuando durante las siguientes cuatro estancias en Génova, que por ese motivo se prolongan. El trabajo finaliza el 13 de abril.
  • 1936, 9 de diciembre: la línea italiana sale de Pier 97 en Nueva York y alquila los muelles 59 y 88 de la línea francesa, a la espera de la finalización del nuevo súper muelle 90.
  • 1937, 4 de enero: transferido a la nueva Italia Società Anonima di Navigazione con una valoración de 150 millones de liras.
  • 1937, 6 de marzo: golpea su muelle mientras sale de Nueva York causando daños tanto a sí misma como al muelle.
  • 1938, 2 de marzo: sale de Nueva York para un crucero a Nápoles, Falero, Haifa, Port Said y Génova.
    1938, 2 de abril: sale de Nueva York para otro crucero por el Mediterráneo.
    1938, 16 de junio: The New York Times escribe que el Conte di Savoia sigue siendo uno de los barcos más atractivos que jamás haya llamado al puerto: ese día, recibe a 7.000 visitantes de pago.
  • 1938, 10 de septiembre: el equipo de remo de la nave gana la International Lifeboat Race en Nueva York en 19 minutos y 21 segundos. El equipo de la Reina de las Bermudas ocupa el segundo lugar y el tercer lugar es para el equipo del buque de vapor Turrialba de la United Fruit Company.
  • 1939, 5 de febrero: abandona Nueva York para su crucero más largo, organizado por American Express, que la lleva a Madeira, Las Palmas, Gibraltar, Cannes, Génova, Nápoles, Falero, Estambul, Rodas, Beirut, Haifa, Port Said y Malta.
  • 1939, 14 de marzo: en una tormenta en el Atlántico, abandona su ruta tradicional para ir en ayuda del buque de carga noruego Bellnor a 700 millas al este de Belfast.
  • 1939, 31 de julio: hace su única visita a Hamilton, Bermudas.
  • 1939, 15 de septiembre: parte en su primer viaje tras el estallido de la Segunda Guerra Mundial, con marcas de neutralidad en sus costados.
  • 1940, 2 de junio: llega a Génova al final de su último cruce por el Atlántico después de haber eludido a una patrulla británica que la habría registrado en Gibraltar.
  • 1940, 8 de junio: llega a Venecia, donde se encuentra en el Canal de Malamocco dos días después de que Italia haya entrado en la guerra.
  • 1940: es camuflado; en 1941, se adopta un nuevo esquema de camuflaje ondulado; en 1943, el esquema final se pinta en el lado del puerto, representando árboles, casas y colinas.
  • 1943, 11 de septiembre: en la confusión que siguió al armisticio italiano, fue incendiado por error por aviones alemanes entre las 17.30 y las 18.00 horas. Quemaduras durante 48 horas, listadas en su lado de babor. Más tarde se la hundió para evitar que se volcara.
  • 1945, 10 de octubre: después de la eliminación de su superestructura, la nave reabastece: se inician los estudios para la reconstrucción de la nave para el comercio de emigrantes a América del Sur, pero estos planes se abandonan. Más tarde, hay negociaciones con Holland America Line y French Line para su venta y reconstrucción, pero no llegan a nada.
  • 1950, 7 de enero: Es vendido para ser desguazado.


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viernes, 28 de junio de 2019

Efecto leva en cigueñales de motores diésel marinos

1.- Introducción y campo de aplicación

El propósito de este tema es dar a conocer el llamado efecto leva “cam effect” y sus consecuencias, para de este modo poder valorar las operaciones de reparación y acondicionado de un eje de cigüeñales al encontrarnos con este desgaste en las muñequillas del mismo, o poder evitar los daños que este efecto produce.

La propia experiencia en distintos tipos de motores de tronco (cuatro tiempos) y plantas, tanto a flote como en tierra, nos da a conocer un número determinado de casos en los cuales se produce este tipo de desgaste en las muñequillas del cigüeñal. Produciéndose este fenómeno principalmente en motores de media velocidad, los cuales tienen varios miles de horas de funcionamiento, incluyendo periodos en los cuales el lubricante usado contiene partículas abrasivas en suspensión. Dichas partículas, como bien se conoce, producen un deterioro rápido del metal de las superficies de los cojinetes, llegando incluso a la rotura de los mismos si no se pone remedio y mejora la calidad del lubricante en circulación del motor.

Como particularidad común a todos los casos en los que aparece el efecto leva, los cojinetes de cabeza de biela son de los dotados de acanaladura completa en su parte central en la mitad inferior del cojinete.

2.- Descripción del “efecto leva”

El efecto leva (cam effect) es un fenómeno de desgaste no uniforme el cual resulta en una desviación de la geometría de las muñequillas del cigüeñal. Esta desviación de la geometría deriva en la forma de leva de la propia muñequilla, la cual pasa de tener una forma perfectamente cilíndrica, a presentar la forma de una leva, de tal manera que la superficie original se encuentra en la parte central de la muñequilla mientras que el desgaste corre de manera angular hacia los brazos del cigüeñal (digamos que presenta una protuberancia en la parte central y a partir de dicha protuberancia existe una inclinación hacia los laterales debido al desgaste abrasivo de las partículas suspendidas en el aceite). En la imagen nº1 podemos ver este efecto.
Imágen 1: Muñequilla afectada por el efecto leva.
 Este fenómeno trae consigo la formación de esa protuberancia en la parte central de la muñequilla cuando se emplean cojinetes de cabeza de biela partidos en los cuales la mitad inferior está dotada de acanaladura y orificios de lubricación.
Imágen 2: Cojinetes de cabeza de biela desgastados. La mitad superior del cojinete (el situado abajo en la imágen) presenta su parte central decolorada debido a la protuberancia de la muñequilla.
El efecto leva afecta a motores con más de 50.000 horas de funcionamiento, estando en relación directa al proceso de este desgaste una inadecuada calidad del aceite lubricante sumado a un pobre cuidado y mantenimiento de todo el sistema de lubricación de la máquina. De hecho el desgaste que se produce en la superficie de la muñequilla a ambos lados de la protuberancia o leva, es debido a la cantidad de partículas abrasivas que se interfieren en el espacio de la capa de lubricación entre los cojinetes de cabeza de biela y la propia muñequilla.

El mecanismo de desgaste se tiene lugar cuando el motor se encuentra trabajando a bajas cargas y cuando el pistón del cilindro en cuestión se encuentra moviéndose en dirección hacia el punto muerto alto en el comienzo de la admisión. En este punto de la carrera del pistón es cuando más trabaja la parte inferior del cojinete de cabeza de biela, ya que sufre una reacción corta pero violenta en forma de contrapresión, debido a la inercia de los componentes del tren alternativo al cambiar estos también repentinamente de dirección en su movimiento hacia el punto muerto bajo.

Cuando el lubricante presenta contaminación por partículas abrasivas, la fase activa en la parte inferior del cojinete de cabeza de biela, comentada en el párrafo anterior conlleva la aparición del efecto leva, debido a la acción de las partículas contaminantes presentes en el aceite. Las cuales desgastan la superficie de la muñequilla a ambos lados de la acanaladura central que presenta la mitad inferior del cojinete, conformándose la forma de una leva (ver imagen 5).

Cuando una muñequilla ha sufrido este desgaste y la consiguiente aparición de la leva o protuberancia en su parte central, el daño se traslada a la parte superior del cojinete de cabeza de biela, el cual sufre desgaste en el metal de su parte central durante el resto de tiempos (compresión, expansión y escape). De hecho debido a la formación de la leva, la parte superior del cojinete sufre un stress debido a la sobrecarga local que se produce en el mismo en su parte central (ver imagen 6). El resultado de esta sobrecarga local en la mitad superior del cojinete de cabeza de biela en un primer momento da lugar a un desgaste pronunciado en la parte central del material antifricción que lo recubre, siguiéndole un deterioro anormal (marcado y rayado de la superficie del material, ver imagen 3). Este deterioro anormal trae consigo la posibilidad que se sobrepase el límite de fatiga del metal del cojinete (imagen 4). Y como última y catastrófica fase, el fallo total del cojinete con consecuencias tan graves como la rotura del eje de cigüeñales.
Imágen 3: Cojinete marcado y rayado.

Es por todo ello que el efecto leva es un fenómeno a tener en cuenta cuando se dan las circunstancias que lo propician, ya que compromete seriamente la seguridad de funcionamiento del motor.

Nota: cuando se montan cojinetes de cabeza de biela nuevos en muñequillas que presentan desgaste por efecto leva, la tasa de deterioro de sus metales antifricción es más alta que la que se venía produciendo en las mitades de cojinete usadas, las cuales ya se encontraban adaptadas a la forma característica que fue adquiriendo progresivamente  la muñequilla debido al desgaste tipo leva. Es por ello que cuando un cigüeñal presente este tipo de desgaste, se debe mecanizar y rectificar la superficie de las muñequillas (siempre entre las tolerancias máximas permitidas por el fabricante) antes de montar cojinetes de cabeza de biela nuevos. Se han dado casos reales en los cuales se ignoró este desgaste y solo se procedió a la sustitución de los cojinetes debido al desgaste que presentaban. Y durante las pruebas de rodaje de los motores el resultado fue nefasto al producirse en algunas de estas máquinas deterioros significativos en los cigüeñales que conllevaron a la sustitución de éstos por unos nuevos.
Imágen 4: Fallo total del cojinete.


3.- Métodos de detección del efecto leva

Después de lo explicado, el fenómeno de desgaste por efecto leva puede ser evaluado mediante tres métodos diferentes.

Marcado por azul de Prusia: este chequeo cualitativo se lleva a cabo usando un cojinete de cabeza de biela nuevo y completo (las dos mitades). Después de desmontar el tren alternativo completo y limpiar a conciencia la superficie de la muñequilla de restos de aceite de lubricación, las dos superficies de ambas mitades del cojinete de cabeza de biela se pintan con una capa muy fina y uniforme de azul de Prusia, que es un tinte marcador. Después se monta de nuevo el tren alternativo realizando el apriete de todas las partes del mismo según el manual de instrucciones del fabricante. Una vez hecho esto y valiéndonos del sistema de virado del motor, éste ha de girar, al menos, una vuelta completa (360º). Luego, el tren alternativo vuelve a desmontarse para poder ver la huella dejada en la superficie de la muñequilla por los semicojinetes de cabeza de biela nuevos (tanto el semicojinete superior como el inferior, ya que gracias al peso del tren alternativo, nos marcarán el desgaste, barriendo y limpiando el azul de Prusia de la zona superficial de la muñequilla (ver imágenes 7 y 8).
Imágen 7: Muñequilla marcada por azul de prusia.
Imágen 8: Zonas de desgaste marcadas por medio del azul de prusia.

Método de la regla: este es otro procedimiento de comprobación cualitativo del estado superficial de las muñequillas de un eje de cigüeñales afectadas por el efecto leva. El útil empleado es llamado “regla de borde recto” y la comprobación es de carácter macroscópico debido a que se hace de manera visual. Se posiciona la regla patrón de borde recto perpendicularmente al brazo o guitarra del cigüeñal y se coloca una fuente de luz e uno de los lados de la muñequilla, para de este modo ver si algún haz de luz pasa entre la superficie de la muñequilla y el canto recto de la regla. Así comprobaremos la zona de la superficie que hace contacto con la regla (la que no deja pasar la luz) y la que no hace contacto y podremos conocer si dicha muñequilla está dotada de protuberancia debido a este fenómeno de desgaste abrasivo.
Imágen 9: Regla de borde recto para comprobar el estado superficial de las muñequillas.

Molde de resina: de la parte afectada por el efecto. Este es el único método para poder evaluar el daño ocasionado por este fenómeno de manera cuantitativa, sin tener que desmontar el cigüeñal (operación no siempre factible, además que costosa). El proceso consiste en elaborar un molde de la parte de la muñequilla que ha sufrido desgaste en forma de leva en el que se vierte resina de alta dureza. Una vez seca la resina, se desmolda y obtendremos un negativo que nos va a presentar las irregularidades superficiales de esa zona afectada (ver imágenes nº10 y nº 11).
Imágen 10: Elaboración de un molde de resina para inspección de la muñequilla.
Imágen 11: Análisis del molde de resina, nos proporciona una copia de la superfície de la muñequilla.

Una vez la réplica o negativo en el laboratorio, emplearemos un medidor de rugosidad, aparato por el cual, valiéndose de una punta o palpador, nos dibujará con suma precisión todas la irregularidades de la superficie de la muñequilla de manera gráfica y fácilmente medible (ver imágenes 12 y 13).
Imágen 12: Con instrumentos de control dimensional electrónicos se puede analizar el estado superficial del molde de resina.
Imágen 13: Gráfica que nos proporciona el instrumento electrónico de medición de rugosidad superficial.

Con los valores obtenidos en la gráfica que nos proporciona el medidor electrónico de rugosidad superficial deberemos consultar la calidad del acabado que el fabricante proporciona a las muñequillas y comparar ambas medidas. Aunque, como norma general diremos que los cigüeñales se engloban en las categorías N6 o N7 en cuanto al grado de rugosidad, las cuales comprenden valores de 0,8 µm y 1,6 µm respectivamente. Esto significa que el acabado superficial de un cigüeñal pertenece a las aplicaciones de alta exigencia (0,6-1,6 µm) y que son todas aquellas superficies de deslizamiento muy fatigadas con ajustes de presión desmontables. Pero la consulta con el fabricante sobre el grado de rugosidad máxima del cigüeñal en cuestión siempre debe realizarse, así como otras especificaciones como tolerancias en la medida, paralelismo entre superficies, concentricidad, etc. En la imagen siguiente se muestra el ejemplo del plano mecánico de un cigüeñal.
Imágen 14: Plano dimensional de la muñequilla del cigueñal.
4.- Acciones correctivas
En base a todo lo comentado en este anexo, se deduce que es de vital importancia realizar la revisión del estado de las muñequillas cuando un motor ha pasado de las 50000 horas o cuando se vaya a realizar el desmontaje de los trenes alternativos del mismo. Sobre todo cuando consume combustibles residuales tipo fueloil y más aún cuando ha trabajado con una concentración relevante de partículas abrasivas en suspensión en su aceite de lubricación.

Cabe mencionar que cuando se vayan a sustituir los cojinetes de cabeza de biela por unos nuevos es todavía más importante la revisión y comprobación de las muñequillas del cigüeñal, ya que estos semicojinetes nuevos no están adaptados como los usados, a la geometría característica de una muñequilla afectada por el fenómeno del desgaste abrasivo en forma de protuberancia o leva.

La presencia de menor o mayor desviación en la geometría de las muñequillas tiene que ser estudiada pormenorizadamente en cada caso. Y siempre y cuando el reacondicionado de la muñequilla quede entre los valores de tolerancia de eje aceptados por el fabricante, el rectificado y/o pulido de estas superficies está más que justificado.

En muchos casos, los menos graves, con un pulimentado es más que suficiente para lograr una geometría adecuada de la superficie de las muñequillas afectadas por el efecto leva. En la siguiente imagen podemos ver el antes y el después de uno de estos casos, comprobando como en la imagen de la derecha el marcado con azul de Prusia es casi uniforme después del esmerilado fino  mediante pulimento de una de estas superficies.
Imégen 15: Recuperación de muñequilla por medio de esmerilado fino, la imágen de la izquierda es antes y la derecha después de realizar la operación de esmerilado.
Cuando el efecto leva es demasiado acusado, se requiere un maquinado del cigüeñal mediante rectificado del mismo (torneado), aunque siempre respetando los límites máximos de sobre medida de los semicojinetes de cabeza de biela a instalar según las recomendaciones del fabricante.

Debemos recordar siempre que el funcionamiento durante más o menos largos periodos de tiempo con unas condiciones de calidad del lubricante bajas (en este caso en presencia de partículas abrasivas), puede llegar a provocar el desgaste abrasivo tipo leva, cuando el tamaño de dichas partículas en menor que la holgura entre las muñequillas del cigüeñal y los semicojinetes pero mayor que la propia capacidad de incrustación en el material antifricción de los mismos.


Autor: Santiago Rey García (Jefe de Maquinas y profesor en Technical Courses)


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sábado, 8 de junio de 2019

La fábrica de acorazados (José María de Juan - 2015)

Les presento un libro que he tenido el placer de leer recientemente, sobre los buques (no solo de guerra) que fueron construidos por La Sociedad Española de Construcción Naval (SECN) en la factoría del Ferrol, durante el periodo comprendido entre los años 1909 y 1936.
En la portada del libro aparece una imagen del acorazado España en Ferrol (junio de 1913).

Con la construcción de los acorazados España, Alfonso XIII y Jaime I, iniciada en el año 1908, comenzó en el astillero del arsenal de Ferrol una tardía y definitiva revolución industrial.

La Sociedad Española de Construcción Naval fue creada a la sombra de una decisión política de largo alcance, impulsada por el gobierno de Maura y refrendada con unanimidad por el Congreso y el Senado en el año 1908 para llevar a cabo un Plan de Escuadra que implicaba la creación de una industria de construcción naval militar adecuada a las necesidades de la política de defensa.

En palabras de José María González-Llanos: “el advenimiento de la Sociedad Española de Construcción Naval, marca el verdadero renacimiento de toda la industria de la construcción naval española y ha creado el clima necesario para que esta industria, poco menos que inexistente antes de la creación de dicha Sociedad, haya llegado a ser hoy un factor muy considerable en la economía patria".
El libro cuenta con gran número de fotografias de los buqes construidos por la SECN y del interior del astillero.

El libro constituye un trabajo de investigación muy importante, donde se reconstruyen los hechos históricos que van desde el momento de la creación de "La Sociedad Española de Construcción Naval", hasta su desaparición en el año 1936, cuando dio paso a la Empresa Nacional Bazán.

El programa de construcción naval desarrollado por la SECN en el astillero de Ferrol, dio lugar inicialmente a tres acorazados del tipo Dreadnought, los pequeños pero bien artillados acorazados de la clase España.

Posteriormente, en la estela de los acorazados, se hicieron una serie de buques entre los que se incluyen dos trasatlanticos (Cristóbal Colón y Marqués de Comillas), seis cruceros ligeros (Reina Victoria Eugenia, Méndez Nuñez, Blas de Lezo, Príncipe Alfonso, Almirante Cervera y Miguel de Cervantes) y dos cruceros pesados (Canarias y Baleares). Además también se contruyeron unidades menores, tales como; aljibes, planeros, minadores y cañoneros. Como curiosidad, todavía existe en la actualidad el cañonero Guanajuato después de haber sido entregado en el año 1936, su duración es testimonio de las bondades de la contrucción naval en la factoría de Ferrol.

DETALLES DEL LIBRO:
  • Título: La fábrica de acorazados.
  • Autor: José María de Juan-García Aguado.
  • Género: Historia.
  • Encuadernación: Rústica con solapas.
  • Paginas: 221 páginas.
  • Editor: Editores del Henares.
  • Edición: 1 (30 de octubre de 2015).
  • Dimensiones: 220 cm x 280 cm.
  • Idioma: Español.
  • ISBN: 978-84-608-2849-5
El autor del libro es Don José María de Juan-García Aguado, doctor Ingeniero Naval, que desarrollo su carrera profesional en el astillero de Astano en Fene y posteriormente en la Escuela Universitaria politécnica de Ferrol, la antigua escuela de Peritos Navales, luego denominada escuela de Ingenieros Técnicos Navales, donde el profesor "de Juan" como le llamában sus alumnos, era unos de los más prestigiosos profesores. Entre otras cosas, recuerdo que impartía docencia de la signatura de "teoría del buque", estática y dinámica, de la que escribió sendos libros para la docencia en la escuela.

El autor también escribió dos libros muy interesantes relacionados con la construcción naval en madera, el primero titulado "José Romero Fernández de Landa. Un ingeniero de marina en el siglo XVIII" y el siguiente "La Carpintería de ribera en Galicia 1940-2000". Ambas obras muy interesantes.


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lunes, 27 de mayo de 2019

Comparativa entre un motor diésel marino lento y otro de media velocidad

Comparativa de dos motores marinos muy diferentes, por un lado un motor de cruceta de dos tiempos lento y por otra parte un motor de tronco de cuatro tiempos y media velocidad. Ambos desarrollan una potencia equivalente por lo que podrían ser de aplicación a un mismo tipo de buque.

Motor de baja velocidad Wärtsilä 8 RT-flex58T
El motor Wärtsilä 8 RT-flex58T es un motor diésel de dos tiempos lento. Es un motor de cruceta que cuenta con 8 cilindros en línea, su diámetro de cilindros es de 580 mm, con una carrera de los pistones de 2416 mm. Desarrolla una potencia efectiva de 12.240 kW a una velocidad de rotación de solo 105 rpm. 
Wärtsilä 8 RT-flex58T, motor lento de dos tiempos diesel y disposición en cruceta.
Los motores Wärtsilä RT-flex, también denominados motores inteligentes o motores controlados electrónicamente, no llevan árbol de levas, ni para el gobierno de las válvulas de escape ni para el sistema de inyección de combustible, lo cual les permite variar tanto el diagrama de distribución como el de inyección de combustible, pudiendo ajustar los tiempos del ciclo de funcionamiento a los que resulten más convenientes para cada condición de funcionamiento. Estos motores cuentan con un sistema common rail para apertura de válvulas de escape, inyección de combustible y distribución válvulas de arranque con aire comprimido directamente a cilindros.
Motor de media velocidad Wärtsilä 6L 64C:
El motor diésel Wärtsilä 64 es el motor de media velocidad más potente del mundo. Desarrolla una potencia de alrededor de 2.000 kW por cilindro. La versión más potente es el modelo 18V 64 que cuenta con 18 cilindros en V y desarrolla una potencia de 34.920 kW.
El motor Wärtsilä 6L 64C cuenta con 6 cilindros en línea, siendo la versión más pequeña de la serie, que solamente desarrolla una potencia de 12.060 kW, equivalente a 16.400 BHP. En este rango de potencias lo más habitual es emplear motores de dos tiempos de cruceta, que giran más lentamente y van directamente acoplados al propulsor sin necesidad de engranajes reductores de velocidad. 
Motor Wärtsilä 6L 64, un motor de tronco de cuatro tiempos y media velocidad.
El motor Wärtsilä 6L 64 es un motor diésel de cuatro tiempos con disposición de tronco, también denominada de émbolo buzo. Cada cilindro tiene un diámetro de 640mm y una carrera de pistones de 900mm. Desarrolla una potencia máxima de 12.060 kW a una velocidad de rotación de 333,3 rpm.

Análisis comparativo:
En la tabla siguiente podemos comparar las características del Wärtsilä 6L 64 con un motor diésel lento con potencia equivalente, el Wärtsilä RT-flex 58T.


Wärtsilä 6L 64C
Wärtsilä 8 RT-flex58T
Tipo de motor
4T, Diesel
2T, Diesel
Nº Cilindros
6
8
Sistema barrido
Turbo+Intercooler
Turbo+Intercooler
Diámetro (mm)
640
580
Carrera (mm)
900
2416
Cilindrada unitaria (l)
289,53
638,33
Cilindrada total (l)
1737,18
5106,61
Potencia efectiva (kW)
12.060
12.240
Velocidad (r.p.m)
333,3
105
Par Motor (Kg-m))
35222
113473,6
P.m.e, medida (bar)
24,99
13,70
Peso del motor (Toneladas)
232
418
Velocidad media del pistón (m/s)
10,0
8,5
Cons. específico a 100% MCR (g/kW.h)
164
162
Potencia especifica (kW/L)
6,94
2,40
Densidad de potencia (kW/T)
52,0
29,3
Rendimiento efectivo (100% MCR)
0,514
0,520

Ambos motores podrían ser adecuados para un mismo tipo de buque, las diferencias más importantes entre ambos son el peso y dimensiones, que son bastante más favorables para el Wärtsilä 6L 64, el cual cuenta con un empacho mucho menor que le va a permitir un mejor acomodo dentro del buque. Como se puede observar en el dato de densidad de potencia (kW/T) la mejora es de un 43%, sin embargo esta ventaja se ve ligeramente disminuida por la necesidad de equipar un grupo de engranajes reductores entre el motor y la hélice.

En cuanto a consumos de combustible, están bastante igualados pero con una ligera ventaja para el motor de dos tiempos, que en la práctica es mayor debido a que va directamente acoplado al propulsor, mientras que el motor de cuatro tiempos necesita la mencionada reductora que supone la existencia de pérdidas de rendimiento en la transmisión de potencia a la hélice. En cuanto a la calidad de combustible ambos están preparados para quemar Heavy fuel oil 730 cSt/50°C, ISO 8217, class F, RMH 55. Aunque es previsible que a la larga el uso de este tipo de combustibles pesados causen mayores costes de mantenimiento en el motor de cuatro tiempos, siendo más fiables en este sentido los motores de dos tiempos.

En cuanto a los costes de mantenimiento, es de esperar que el motor lento de dos tiempos tenga unos costes sensiblemente inferiores al del motor de media velocidad, la disposición en cruceta y las bajas revoluciones de operación redundan en una mayor fiabilidad mecánica. También la velocidad media del pistón es más baja en el motor lento, con solamente 8,5 m/s cuando el motor gira a 105 rpm, siendo éste parámetro otro indicador importante del bajo desgaste en los elementos pistón y camisa.

Por otra parte el precio de adquisición de estas unidades debería ser favorable al motor de cuatro tiempos, incluso teniendo en cuenta el precio de la reductora. Se trata de un motor que pesa casi la mitad y con un volumen mucho menor.

Resumiendo, el motor de media velocidad y cuatro tiempos puede ser una alternativa válida a los motores de dos tiempos de cruceta para buques con requisitos de potencia similares a los mostrados en este estudio comparativo. El motor de media velocidad de cuatro tiempos proporciona ventajas muy importantes en tamaño y peso, lo cual podría ser eficazmente aprovechado en cierto tipo de buques con dimensiones para sala de máquinas reducidas.

Spaarnegracht saliendo de Ferrol en Julio de 2006. Este buque mercante equipa el motor Wärtsilä 6L 64.
Spaarnegracht saliendo de Ferrol en Julio de 2006. Su motor propulsor es el Wärtsilä 6L 64.


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