Este
modelo representa la máquina inventada por William Froude en 1872 para moldear,
a partir de un plano de formas, los modelos de casco en cera de parafina que
eran usados en sus experimentos pioneros en canal de experiencias. El modelo de
casco era modelado de forma adecuada por medio de un par de cortadores
rotativos simétricos, uno a cada lado, ajustando al valor correcto las líneas
de agua del casco en niveles sucesivos, para dar lugar al modelo de casco con
dimensiones precisas y ajustados a los valores del plano de formas. El acabado
final del modelo era realizado con rascadores de mano.
Máquina de hacer modelos de cascos de William Froude, fotografía realizada en Science Museum, Londres, 2012.
WILLIAM FROUDE
El ingeniero naval inglés William Froude nació en Dartington (Devon, Inglaterra), el 28 de noviembre de 1810. Murió
en Simonstown (Sudáfrica) el 4 de mayo de 1879.
William Froude fue un inventor, matemático, Ingeniero Hidráulico y arquitecto naval, famoso por inventar entre otras cosas un tipo de prensa hidráulica e investigar con gran acierto
temas relacionados con la navegación, siendo el primero en establecer leyes
fiables respecto a la resistencia que el agua
ejerce al avance de los navíos, y a calcular su
estabilidad.
En
la mecánica de fluidos
un parámetro adimensional lleva su nombre: el número de Froude. El cual relaciona el efecto de las fuerzas de inercia y la fuerzas de gravedad que actúan sobre un fluido.
Estudió en Oxford, donde se graduó
en Matemáticas en 1832.
Comenzó a trabajar como topógrafo
para los ferrocarriles del sureste de Inglaterra. EN 1837 fue encargado de la
construcción de un tramo del ferrocarril de Bristol a Exeter; allí desarrolló
un método empírico para el trazado de curvas de transición. Estas curvas
permiten un aumento gradual de la curvatura de los raíles desde un tramo recto
a otro circular, de manera que la variación de la fuerza centrífuga que sufren
los pasajeros es también gradual.
En 1858 inventó un freno
hidrodinámico industrial que lleva su nombre. Más tarde desvió su interés hacia
el estudio de la estabilidad de los barcos. Fue el primero que formuló leyes
fiables para calcular la resistencia que el agua ofrece al movimiento de los
navíos y para predecir su estabilidad.
Su principal aportación a la
ingeniería naval fue el número de Froude, que relaciona las fuerzas de inercia
y de gravedad que actúan sobre un fluido. Al ser un número sin dimensiones,
permite realizar experimentos con modelos a escala en canales de ensayos
hidrodinámicos y extender los resultados a barcos de tamaño real. El número de
Froude se sigue utilizando actualmente en el diseño de canales, embalses,
puertos y navíos, así como en meteorología.
En 1868 escribió una memoria
titulada Experiments upon the resistance
of ships la cual fue aprobada por el Almirantazgo británico, el cual
destinó 2000 libras esterlinas para la construcción de un canal en Torquay, al
SW de Inglaterra. El canal tenía 85 m de longitud, 10,97 m de ancho y 2,74 m de
profundidad, y tenía un carro de madera movido por un cabo y una maquinilla de
vapor, y provisto de un dinamómetro, remolcaba los modelos a velocidades ente
30 y 305 m/min. De acuerdo con Froude, el principio fundamental del
método experimental se basa en que la resistencia al remolque de un objeto
(carena) depende de dos causas: 1) la resistencia de fricción debida a su
superficie y que viene condicionada por la viscosidad; 2) la resistencia residual
que depende de la forma y está condicionada por la gravedad. Una vez
construido el canal de Torquay en 1872, Froude realizó ensayos con tablas
planas, de poco grosor (4,76 x 482,6 mm), y distintas longitudes (entre 0,61 y
15,24 m) y diferentes acabados (diferentes rugosidades), luego aplico los
resultados obtenidos a la carena para calcular su resistencia de
fricción. Por esta aproximación fue criticado su método, ya que no se
tendrían iguales resultados para un objeto tridimensional que para un plano.
Diversas fotos de W. Froude en el primer tanque de pruebas del Admirantazgo en Torquay Devon 1872. Imperial War Museum. London
En 1874 publicó los resultados
obtenidos con los ensayos hechos con las tablas, donde dedujo la fórmula para
calcular la resistencia de fricción:
R=f.S.Vn
Donde:
S: Superficie mojada.
n: Número inferior a 2, siempre y cuando a rugosidad de la superficie no
sea excesiva.
f: Igualdad de superficie, que depende de la longitud de la superficie y
disminuye cuando esta aumenta.
FORMACION RECOMENDADA: En relación con esta entrada de Tecnología Marítima queremos informar que actualmente los cascos se modelan por ordenador, y uno de los mejores programas para modelar las superficies complejas de un casco de un buque o embarcación es el software Rhinoceros, el cual es usado por arquitectos navales y diseñadores.
El Bulk-Carrier Chitose (IMO 9228239) es un granelero con un peso muerto de 177.199 t que lo deja dentro dentro del rango de desplazamiento de los Bulkcarriers tipo “Cape Size".
Bulk carrier Chitose saliendo del puerto exterior de Ferrol en Marzo de 2012.
El Chitose fue construido en 2000 por los astilleros Koyo Dockyards, Mihara, Japan. Siendo la construcción 2116 de dicho astillero. El buque cuenta con una eslora máxima de 288,93m, manga de 45m y calado máximo 18m. El buque dispone de cámara de máquinas a popa, castillo de proa, superestructura a popa, bulbo en proa y en popa, timón semicompensado y semisoportado y doble casco en todas las bodegas. Está construido según la sociedad de clasificación Nippon Kaiji Kyokai (NKK).
Bulk carrier Chitose saliendo del puerto exterior de Ferrol en Marzo de 2012. Maniobrando con tres remolcadores.
La propulsión, como viene siendo habitual en este tipo de buques, es por medio de un motor lento de dos tiempos Mitsui, quemando fuel oil pesado y que desarrolla una potencia de 16.107 kW para una velocidad de 16,7 nudos.
Bulk carrier Chitose saliendo del puerto exterior de Ferrol en Marzo de 2012. Distintas secuencias de la maniobra de salida después de efectuar la descarga del carbón para la central térmica de As Pontes. El transporte de carbón continua en camiones.
Las características técnicas se muestran en la tabla siguiente:
Bulk carrier Chitose saliendo del puerto exterior de Ferrol en Marzo de 2012. Después de dejar su carga de carbón para la central térmica de As Pontes
Bulk carrier Chitose saliendo del puerto exterior, justo a su paso por la punta del segaño.
Video de la maniobra de salida del buque:
PARTICULARIDADES DE LOS GRANELEROS:
Generalidades:
Un granelero (en inglés bulk carriers) es un barco que se dedica al transporte de cargas secas a granel. Estos buques de transporte de carga sólida a granel son fácilmente identificables por tener una única cubierta corrida con varias escotillas (normalmente impares) y unas correderas a uno o ambos lados por donde corren la tapa o tapas de las escotillas.
Pequeños: menos de 10.000 DWT, esta categoría incluye a los Mini-bulkers, los cuales pueden transportar desde 500 a 2.500 ton, los mismos poseen una única bodega y están diseñados para el transporte fluvial principalmente y para poder navegar por debajo de puentes. Tienen tripulaciones pequeñas, normalmente de 3 a 8 personas.
Handysize: 10.000 - 35.000 DWT, normalmente empleados en cargas de propósitos generales.
Handymax: 35.000 - 65.000 DWT, un buque Handymax típicamente tiene 150-200 m de eslora, 52.000-58.000 DWT, 5 bodegas y 4 grúas.
Panamax: 65.000 - 80.000 DWT, las dimensiones de estos buques están determinadas por la de las esclusas del Canal de Panamá, 33,53 m de manga, 320,0 m de eslora, y 25,9 m de calado.
Capesize: 80.000 - 200.000 DWT, los mismos son demasiado largas para poder pasar por los Canales de Suez o Panamá, por ello deben rodear los Cabos de Buena Esperanza y de Hornos para poder navegar a través de los océanos.
Very Large Bulk Carriers: más de 200.000 DWT.
Tabla de categorias principales de Bulkcarriers (fuente: Wikipedia):
Bulk carrier tipo Panamax Queen Lily, 76.679 t, eslora 224m, manga 32m, calado 13,7m, construido en 2004 en Muruname, Japon. Foto realizada en Ferrol en Septiembre del 2008.
Bulk carrier tipo Capesize Bulk Hong Kong, 180.000 t, eslora 289m, manga 45m, construido en 2006 en Imabari Shipbuilding Saijo Dockyard Saijo, Japan. Foto realizada en la bahía de Algeciras el 11 de octubre del 2010.
Diseño:
El diseño de un Bulk Carrier depende principalmente del tipo de carga que el mismo transportará, y particularmente de la densidad de esa carga. Las densidades para la carga a granel varían ampliamente, desde 0.6 Ton/m3 para granos livianos a 3 Ton/m3 para mineral de hierro. Por ejemplo, los Ore Carriers están limitados por el factor del peso total, ya que el mineral tiene una alta densidad; mientras que los Coal Carriers están limitados por el volumen total, ya que el carbón tiene una densidad más baja por lo que las bodegas se completan antes de que el buque alcance su máximo calado.
Para un tonelaje dado, el segundo factor que gobierna las dimensiones de un buque, es el tamaño de los puertos y canales por los cuales navegará.
Con referencia al número de bodegas, las mismas usualmente varían de 5 a 9 y sus respectivas tapas entre una o dos.
Tapas de Escotilla: La abertura en la parte superior de una bodega se denomina tapa de escotilla. Para poder descargar y cargar de manera eficiente las escotillas deben ser amplias, lo cual conlleva problemas estructurares, los cuales se concentran en los bordes de las escotillas, es por esto que los mismo deben ser reforzados.
Bulk carrier Castillo de Quermenso con las escotillas abiertas.
En general las tapas de escotilla cubren entre un 45% a un 60% de la manga de las bodegas del buque. Las mismas poseen diversos elementos para su apertura. En la actualidad las tapas de escotilla se accionan mediante sistemas hidráulicos, los cuales pueden ser operados por una sola persona, o mediante la utilización de alguno de los sistemas de auto descarga si es que el buque lo posee.
Tipos de tapas de escotilla:
• Auto Roll
• Topsto
• Hydrofold (tambien conocidas como Hydrofold Altas o Bajas, Las Bajas también son conocidas como de "Tipo Mcgregor" por su creador)
• Auto Hatch
• Whip Torq
• Pullpack
Seguridad estructural:
Los graneleros son buques que han tenido gran número de catástrofes, en vidas humanas y en bienes.
Desde principio de los 80’ hasta la segunda mitad de los 90’ más de 150 graneleros (muy pocos de doble casco) se perdieron, con la pérdida de más de 1200 vidas. El mayor número de graneleros que se perdieron tenían una media de edad aproximada de 18 años.
El alto nivel de siniestralidad es debido a:
1- FATIGA: sometimiento a la estructura por la carga (sobrecarga en las bodegas) y en la descarga (cucharas y bulldozers). Temperatura (en algunos casos se alcanza 150ºC, superándose los 65ºC recomendados).
2- CORROSIÓN: debido a la carga (minerales que contienen azufre) y a las condiciones ambientales (salinidad y temperatura).
Las dos razones anteriores son función del tiempo, de ahí la consideración de la edad del buque (factor relevante en la siniestralidad de buques).
Causas originadoras de anomalías estructurales y anomalías que pueden presentarse:
-Grietas en las esquinas de las escotillas.
-Pandeo de las y refuerzos de las zonas de cubierta comprendidas entre huecos de escotillas y mamparos transversales.
-Grietas en las brazolas de las escotillas.
-Grietas en la intersección de la tapa del doble fondo y las tolvas inferiores.
-Daños producidos por las cucharas a las planchas del doble fondo, tolvas bajas y polines de mamparos transversales.
-Grietas en los contretes de las consolas.
-Corrosión generalizada y local de bulárcamas y cuadernas, así como de sus cartelas.
-Grietas en los extremos de proa y popa de cada bodega en sus tanques altos.
-Corrosión en el interior de los tanques altos.
-Sobrecarga de las bodegas (por pasadas de las cucharas o por las cintas transportadoras).
La OMI y las distintas Sociedades de Clasificación y IACS han buscado diversas soluciones para intentar paliar la gran problemática de las anomalías estructurales que presentan los graneleros. Por ello recientemente se han implementado una serie de exigencias generales para los graneleros:
-Introducción de mayores inspecciones con mayor rigor y frecuencia en las mismas.
-Introducción de sistemas de protección más exigentes (protección catódica o por revestimiento).
-Aumento de espesores en distintas zonas del buque (en especial en la zona de bodegas).
-Aumento de escantillones de cuadernas, bulárcamas y mamparos transversales de bodegas.
-Incluir el control de esfuerzos en la estructura.
-Tener en cuenta problemas asociados a los aceros de alta resistencia (HT).
El lugre Santa María Manuela es un legendario barco velero portugués, uno de los últimos barcos de la antigua Flota Blanca Portuguesa destinados a la pesca de bacalao, fue construido en 1937 en los astilleros de la Companhia União Fabril, Lisboa, por orden de Parceria Geral de Pescarias, Lisboa. Se construyó al mismo tiempo que su gemelo Creoula, que actualmente es buque escuela en la Armada portuguesa pero propiedad de la Secretaría de Estado de Pesca. Posteriormente en 1938 se construyó un tercer gemelo, el Argus, que en este caso fue construido en el astillero Holandés de Henden.
El lugre SANTA MARIA MANUELA, navegando con todo el trapo desplegado. (Foto: http://santamariamanuela.blogspot.com.es/)
El Santa María Manuela es un lugre de cuatro mástiles con aparejo de goleta, con unas dimensiones de 67,4 m de eslora máxima, 52,8m entre perpendiculares, 4,7m de calado, 9,9 de manga y 5,9m de puntal. La altura de sus mástiles es de 37m y puede desplegar una superficie vélica de 1244 m². Tenía un desplazamiento bruto de 666 t y podía cargar 12.000 quintales de bacalao y 60 t de aceite de hígado de bacalao, tenía frigorífico y un motor auxiliar Burmeister de 380 H.P.
Perfil y caracteristicas del lugre SANTA MARIA MANUELA. (Foto: Navios á Vista)
Cruzó el Atlántico en muchas ocasiones para trabajar en el caladero de Terranova y Groenlandia, donde faenaba la hoy desaparecida Portuguese White Fleet. Su casco, de acero remachado, tenía las formas diseñadas para navegar en zona de hielos y su estructura reforzada para las duras condiciones de navegación. Estaba pintado de blanco, como el resto de la flota, para permitir el reconocimiento de los barcos portugueses, neutrales, durante la Segunda Guerra Mundial por las fuerzas en conflicto.
Bonita Vista por la aleta de estribor del lugre SANTA MARIA MANUELA. (Foto: http://santamariamanuela.blogspot.com.es/)
Bella estampa marinera de este veloz velero portugués. (Foto: http://santamariamanuela.blogspot.com.es/)
En el siguiente documental canadiense grabado abordo del Santa María Manuela se puede observar como era la vida abordo de estos buques. Se trata de una obra bellísima con imágenes poderosas, épicas y poéticas.
Llama mucho la atención como los portugueses, tradicionales como ellos solos, seguían apegados a las viejas costumbres, cuando ya hacía muchos años que arrastreros españoles de la pysbe habían dejado atrás el carbón y navegaban en arrastreros con motor diesel. Mientras que los portugueses seguían navegando a vela, como era costumbre doscientos años atrás.
El Santa María Manuela sufrió numerosas transformaciones a lo largo de su existencia, en 1966 se le cambió el motor para propulsión, pero los tiempos habían cambiado mucho por lo que fue quedando anticuado y poco competitivo para la explotación pesquera. Hasta que en 1994, conservando sólo el casco original, sin los palos, fue salvado del desguace por un grupo de 17 instituciones públicas y privadas portuguesas, unidas en la «Fundación Santa María Manuela» con el fin de iniciar su recuperación a su estado original. Posteriormente, en el año 2007, la empresa Pascoal e Filhos, S. A. del sector pesquero se convirtió en gerente y propietaria del casco, comprometiéndose a su restauración.
En el año 2010 fue terminada su rehabilitación integral en Factoría Naval de Marín, en España, realizando un trabajo impresionante de gran calidad para recuperar su elegante diseño original.
Amarrado en puerto, proporcionando una bonita postal al pueblo (Foto: http://santamariamanuela.blogspot.com.es/)
Pasando la barra de Aveiro, saliendo a mar abierto (Foto: http://santamariamanuela.blogspot.com.es/)
Pasando la barra de Aveiro, saliendo a mar abierto (Foto: http://santamariamanuela.blogspot.com.es/)
Video de como fue su recuperación:
En el año 2009, la empresa portuguesa la empresa Pascoal e Filhos, S. A adquirió también el tercer buque gemelo Argus, con la idea de rehabilitarlo, transformando sus antiguas bodegas en espacios de alojamiento para estudiantes, de la misma forma que sus dos hermanos.
La técnica de pesca utilizada en el Santa María Manuela era por medio de los Doris, que eran pequeñas embarcaciones a remos y vela con capacidad para uno o dos hombres, desde estas embarcaciones se pescaba se recogian los palangres y después descargaban en el lugre que actuaba como buque nodriza. En un viaje típico esta goleta navegaba con unos 60 pescadores.
Con el barco ya fondeado en la zona de pesca, la vida a bordo comenzaba a las 4:00 h. de la mañana. Todo el personal se despertaba, tomaba el almuerzo y los doris eran botados al agua. Hacia las 4:00 h de la tarde los pescadores regresaban al navío, descargaban el bacalao pescado con una especie de horquilla de dos dientes; izaban todos los doris a bordo, cenaban y preparaban el pescado para ser salado en la bodega correspondiente.
El pescado embarcado se depositaba en compartimentos llamados quetes. Cada quete soportaba exteriormente dos o tres mesas de calibrado y preparación del pescado que depositaban en baldes de madera. En cada mesa trabajaban tres pescadores: el troteiro (que partía) en la cabecera del quete, daba un golpe en las agallas del bacalao y lo abre hasta al vientre; el “parte-cabezas” retira el hígado (que aprovecha) y las restantes vísceras, y separa también la cabeza, de donde saldrá la “cara” y la “lengua”; finalmente, el calibrador da al pez la forma abierta que todos conocemos, necesaria para una buena absorción de la sal, a los efectos de su conservación.
Preparado el bacalao se ponía entonces en un balde, para ser lavado. El ganchero lo retiraba allí y lo pasaba al escurridor, donde, después de escurrido, otro ganchero lo pasaba a un cajón de madera en la bodega, a través de una manga de lona larga fijada a la escotilla.
Posteriormente se salaba, siendo éste considerado uno de los trabajos más duros de a bordo y también de los más importantes, pues de él dependía la calidad del bacalao que sería presentado al armador. Finalmente, se estibaba con mucho cuidado, de manera que la bodega cargara la mayor cantidad posible.
Los chinchorros ligeros llamados “doris” o “dorys” (de las que se tienen noticias desde el siglo XVI), con cuatro a cinco metros de eslora y bañera poco profunda, careciendo de bancales, siendo la proa y popa muy arrufadas, todo lo cual les dotaba de buena navegabilidad y estabilidad incluso con el mar embravecido. Admitían únicamente dos tripulantes pero tenían la gran ventaja de su ligereza que permitía izarlas a bordo con facilidad y conservarlas en cubierta encajadas una sobre otras, ocupando poco espacio. Algunas naves contaban con más de veinte de estas singulares chalupas.
Doris pertenecientes a la goleta Argus, pescando en terranova (Fuente: "La campaña de la goleta Argus" de Alan Villiers)
Cada pescador intentaba pescar lo máximo posible, pues su sueldo dependía de la cantidad de capturas. En un año de buena pesca las capturas rondaban las 800 toneladas de pescado y alrededor de 60 toneladas de aceite de hígado de bacalao, y la duración de las campañas eran de 6 meses.
O SANTA MARIA MANUELA, acabado de chegar da campanha de 1953, demanda o porto de Leixões cargado ata o disco plinson (Foto: Navios á Vista)
Los riesgos que asumían estos pescadores eran muy elevados por los fuertes temporales e intensas nieblas. Además el trabajo a destajo, que se medía por el número de lenguas de bacalao que conseguían, obligaba a faenar incluso en condiciones muy adversas. No era extraño que en los años cincuenta y sesenta, en aguas de Terranova, se recogieran tripulantes portugueses de doris perdidos en el mar.
Al regresar a puerto, los barcos traían en las bodegas el llamado bacalao "verde", o sea, sin cabeza ni vísceras y salado dos veces. El bacalao verde, muy apreciado al llegar al puerto, iba perdiendo valor conforme pasaba el tiempo, sobre todo debido al calor que lo podía descomponer
Los bacaladeros portugueses mantuvieron esta técnica de pesca hasta 1972 en que el velero de cuatro mástiles “Creuola” con veinte marineros y 57 pescadores completó su último viaje entre Lisboa y Terranova
Video de la película "El Mundo en Sus Manos", competición entre goletas mas famosa del cine
EL BACALAO
Cerca de la costa americana, en las aguas vecinas a la parte más septentrional del globo, se encuentran los bancos de Terranova, una de las zonas pesqueras más ricas y más antiguamente explotadas por el hombre. Allí se concentran grandes cantidades de abadejos o bacalaos, merluzas y eglefinos; la FAO reportó, para 1986, una captura total anual de estos peces de 13.492.562 toneladas.
Los bacalaos pertenecen a la familia Gadidae y el "bacalao común", cuyo nombre científico es Gadus morhua, aunque algunos ictiólogos lo llaman Gadus callaris, es una especie demersal, es decir, habitante de los fondos marinos, conocida por diversos nombres comunes: abadejo, codfish, morue común y cabilland. Se le encuentra en las aguas frías del norte del Atlántico ricas en vida planctónica, y es semejante a la especie Gadus macrocephalus del Pacífico y a Micromesistias australis de las aguas frías del hemisferio sur.
Bacalao de terranova en el mar. (Foto: wikipedia)
Es muy voraz y todas las presas que están a su alcance son buenas para él, incluso los bacalaos juveniles. Pero sus manjares favoritos son un pequeño calamar, cefalópodo de pocos centímetros y el bucino ondulado, pequeño molusco gasteropodo de concha muy dura que el bacalao digiere con su potente aparato digestivo; además, el adulto come otros peces como macarelas, percas, lenguados, eglefinos, etcétera. Estos animales son empleados como cebo por los pescadores de bacalao, que utilizan aún sedales con anzuelos de fondo.
Los bacalaos prefieren las aguas frías, las que se hallan entre 1 y 8°C ya que según la raza se diferencian en sus costumbres y épocas de reproducción o freza, así como en el ritmo de crecimiento y los biotopos donde se mantienen de preferencia. Los grupos más importantes están constituidos por bacalaos migratorios oceánicos, los cuales emprenden largos viajes para reproducirse y alimentarse.
Viven formando bancos en las aguas que cubren la plataforma continental a profundidades comprendidas entre los 100 y los 500 metros, o sea, en el límite de la meseta continental. Para la puesta, buscan aguas menos profundas y más cálidas. Esta migración de "concentración genética" se lleva a cabo durante el invierno y, la puesta, entre enero y marzo, según las regiones.
EL BUQUE HOSPITAL GIL EANNES
El antiguo buque-hospital portugués Gil Eannes, que se encuentra amarrado como buque museo en el puerto de Viana do Castelo, fue durante muchos años el buque hospital de los pescadores portugueses en Terranova y Groenlandia, donde las condiciones climáticas eran extremadamente duras.
De su larga hoja de servicios se dice que, además de su función como buque hospital de pescadores y tripulantes, también fue buque de mando, correo, remolcador y rompehielos, garantizando el abastecimiento de alimentos, repuestos, cebos y combustible a los bacaladeros de su bandera. (Fuente: De la mar y los barcos)
Buque hospital Gil Eannes en Viana do Castelo, foto realizada en Agosto del 2003
Buque hospital Gil Eannes en Viana do Castelo, foto realizada en Agosto del 2003
El buque carguero Da Tong Yun es la sexta unidad de la serie de ocho buques multipropósito para cargas pesadas de 28.000 DWT construidos en China, y operados por COSCO.
Da Tong Yun cargando en puerto.
El Da Tong Yun fue la construcción nº 79 de los astilleros chinos de Huanghai Shipbuilding y entró en servicio en el año 2011. Cuenta con una eslora total de 166,5m, manga 27,4m, puntal 14,2m y calado 8,5m. El buque está equipado con tres potentes grúas de 200t de capacidad de izado cada una, y 400t en operación combinada de dos gruas. La cubierta de carga posee unas dimensiones de 132m de largo por 23m de ancho, la cual es adecuada para transportar largas y pesadas cargas, tales como maquinaria pesada, barcos pequeños, gabarras y también contenedores.La estiba decargas pesadas de gran tamaño, es muy exigente y no permiteningún error, sino que requiere cálculo por ordenador, la estiba electrónica y el diseñoelaboradode manera que elpeso de la carganose concentre enun solo lugar, lo cual va en contra delaseguridad en el transporte.
Plano del Da Tong Yun. (fuente COSCOL)
Video del Da Tong Yun entrando en la Ria de Ferrol en Marzo del 2012 para cargar equipos eólicos:
La compañía COSCO Shipping Company Limited (COSCOL) fue fundada el 8 de Diciembre de 1999. Siguiendo su objetivo original, ha establecido una flota de buques fuerte y competitiva, desarrollando una fuerte expansión en el mercado del transporte marítimo en los últimos años. Actualmente se ha convertido en una de las compañías más grandes de China y también del mundo con buques especializados y ha sido seleccionadocomo referencia por la SSE Corporate Governance Index.COSCOLes propietaria y operacerca de 100buques, incluiyendo lossemi-sumergibles, de carga pesada, multipropósito, ro-ro/lo-lo, buques de carga generaly car carriers. Con base enla China continental,COSCOLha formado una redde operaciónglobal que cubreHong Kong,Corea del Sur,el sudeste de Asia, EE.UU., Europa, Australia, África y Asia occidental.Ha creado un serviciode línea regular competitivo desdeel Lejano Orientea Oriente Medio, Europa, Golfo Pérsico, América y África.
Características Técnicas:
En la tabla siguiente se pueden observar las características del DA TONG YUN comparadas con las del SPAARNEGRACHT, ambos buques multipropósito de dimensiones similares:
El buque chino a pesar de ser 11 años más moderno muestra un diseño aparentemente más convencional que el buque Neerlandés, que posee más eslora pero menos manga y posee menos desplazamiento, lo cual da a entender que posee unas líneas más finas, las cuales son más adecuadas para desplazarse a más velocidad. Un elemento importante del que carece el Da Tong Yun es de hélices de maniobra, muy necesarias para facilitar las maniobras de atraque y desatraque en puerto.
El buque DA TONG YUN está más orientado para transporte de cargas pesadas, con gruas sensiblemente más potentes que las que lleva el Spaarnegracht, tambien el buque chino es superior en cuanto a capacidad de carga, tanto en volumen como en peso. Aunque ambos buques pueden llevar contenedores parece más adecuado para este cometido el Spaarnegracht por ser sensiblemente más rápido y tiener la posibilidad de transportar contenedores refrigerados (Reefers), los cuales precisan de red de potencia eléctrica para conectarlos.
Spaarnegracht saliendo de la ría de Ferrol en el año 2006, vista de aleta de estribor.
Spaarnegracht saliendo de la ría de Ferrol en el año 2006, vista de amura de estribor.
Se observa que el buque Neerlandés es mucho más potente con un 43,5% más de potencia, lo cual le permite una velocidad más elevada, aunque sorprende que esta sea de apenas tres nudos más. En la práctica esta diferencia debería ser mayor, ya que el buque chino, a pesar de poseer un muy buen motor en cuanto a tecnología, parece ligeramente subpotenciado para la velocidad anunciada y su superior capacidad de carga. Navegando con cargas voluminosas y con viento de proa, la diferencia de velocidad debería ser bastante superior a esos tres nudos, además de que el buque Neerlandés siempre va a contar con más márgen de máquina.
Motor Principal:
El DA TONG YUN está propulsado por un motor de dos tiempos diesel de última generación, el MAN B&W 6S40ME-B9, el cual también fue fabricado en China, con licencia MAN B&W, por la compañía QINHUANGDAO BEIFANG MARINE PARTS&MACHINERY IMP.&EXP.CO.,LTD, empresa que también es bastante reciente puesto que fue creada en el año 2000.
Motor B&W 6S40ME-B9 instalado en la sala de máquinas (Foto MAN B&W, www.mandieselturbo.com).
En la tabla siguiente comparamos el motor del Da Tong Yun con el del Spaarnegracht, Wartsilla 6L64C que pertenece a la serie de motores de cuatro tiempos más grandes y potentes del mundo. La comparativa no es más que informativa ya son motores separados 11 años en evolución técnica, además de no ser tampoco comparables en potencia. A pesar de ello llama la atención que el Wartsilla consume sensiblemente menos a pesar de su antigüedad y de ser un motor de media velocidad.
WARSILLA 6L 64C
B&W 6S40ME-B9
Tipo de motor
4T, Diesel
2T, Diesel
Nº Cilindros
6
6
Sistema barrido
Turbo+Intercooler
Turbo+Intercooler
Diametro (mm)
640
400
Carrera (mm)
900
1770
Cilindrada unit (l)
289,53
222,42
Cilindrada total (l)
1737,18
1334,55
Potencia efectiva (Kw)
12060
6810
Velocidad (r.p.m)
333,3
146
Par Motor (Kg-m))
35222,0
45404,3
P.m.e, medida (bar)
24,99
20,97
Peso del motor (Kg)
232
131
Velocidad media del piston (m/s)
10,0
8,6
Cons. específico a 100% MCR (g/kw.h)
164
175
Potencia especifica (Kw/L)
6,94
5,10
Densidad de potencia (Kw/T)
52,0
52,0
Rendimiento efectivo (100% MCR)
0,514
0,482
El motor B&W 6S40ME-B9 es un motor con control electrónico de la serie ME, con carrera superlarga y 40cm de diámetro de cilindro, esta versión cuenta con árbol de levas para accionar las válvulas de escape (S40ME-B9), pero existe otra versión de motor más compacto que no tiene árbol de levas (S40ME-C9).
Sección de Motor B&W 6S40ME-B9 (Foto MAN B&W, www.mandieselturbo.com)
Motor B&W 6S40ME-B9, análisis FEM de temperaturas en cámara de combustión y pistón (Foto MAN B&W, www.mandieselturbo.com)
Motores con control electrónico:
Los motores controlados electrónicamente, motores llamados inteligentes se introdujeron en el mercado a partir del año 2002-2003, con las versiones de control electrónico; MAN B&W ME y Sulzer RT-flex, las cuales partían respectivamente de los modelos ya establecidos MAN B&W MC y Sulzer RTA.
Tanto MAN B&W Diesel como New Sulzer Diesel demostraron que el funcionamiento del motor sin árbol de levas era posible, aplicando control electrónico en la inyección de combustible y en los sistemas de actuación de la válvula de escape.
La continua inversión en I+D dio lugar a una generación de "motores inteligentes" muy fiables, los cuales monitorizan su propia condición de funcionamiento y ajustan los distintos parámetros de trabajo para obtener un rendimiento óptimo en todos los regímenes de funcionamiento, incluida también la optimización del consumo de combustible, así como distintos modos de reducción de las emisiones contaminantes.
Los datos de funcionamiento del motor son constantemente monitorizados y comparados con los valores definidos por los expertos del sistema, si se detectan desviaciones entonces son adoptadas de forma automática medidas correctoras para restablecer la situación a valores normales.
Para hacer frente al objetivo de flexibilidad operativa, MAN B&W Diesel, explica que es necesario ser capaz de cambiar los tiempos de la inyección de combustible y de los sistemas de actuación de las válvulas de escape con el motor en marcha. Para lograr este objetivo con el sistema tradicional de árbol de levas supondría una complejidad mecánica que tendría un perjuicio para la fiabilidad del motor. Con un motor sin el árbol de levas tradicional este inconveniente es solucionado. Otras ventajas es que son capaces de monitorizar su propia condición y ajustar los parámetros principales para optimizar el comportamiento en un modo de funcionamiento seleccionado.
También pueden añadirse nuevas características operacionales durante el tiempo de vida en servicio de un buque, mediante la actualización del sistema software, que pretenden incrementar el valor de reventa del buque.
Para satisfacer el objetivo de la fiabilidad es necesario disponer de un sistema que pueda proteger de forma activa el motor de daños causados por sobrecarga, la falta de mantenimiento y un mal ajuste. La monitorización del motor permite recoger datos de su estado de funcionamiento en tiempo real, esta información es procesada y analizada por software, activando las medidas correctoras necesarias para salvaguardar la seguridad del motor.
Una condición del sistema de monitorización debe ser utilizada para evaluar el estado general del motor, manteniendo así su funcionamiento y mantenimiento de sus parámetros de funcionamiento dentro de los límites. La condición del sistema monitorización y evaluación es un sistema on-line con muestreo automático de todos los datos de funcionamiento normales del motor, complementados por las mediciones de presión del cilindro. El sistema presentará un informe e intervendrá activamente cuando los parámetros de funcionamiento muestren desviaciones insatisfactorias. Los datos de presión del cilindro entregados por el sistema de medición se utilizan para diversos cálculos:
- La presión media indicada es determinada como un chequeo de la distribución de cargas en el cilindro, así como la potencia total del motor.
- La presión de compresión se determina como un indicador de fugas excesivas causados por, por ejemplo, una válvula de escape quemada o rotura de aros de pistón (la condición es generalmente acompañada por un aumento en la temperatura de los gases de escape del cilindro en cuestión).
- La temperatura de la pared del cilindro es monitorizada como un indicador adicional del estado de los aros del pistón.
- La presión de combustión se determina para controlar los tiempos de la inyección y para el control de las cargas mecánicas.
- La tasa de aumento de presión (dP/dt) y la tasa de liberación de calor son determinados para la evaluación de la calidad de combustión como una advertencia en caso de "malos combustibles" y para indicar cualquier riesgo de problemas en los aros de pistón en caso de altos valores dP/dt.
El sistema de monitorización de la condición del cilindro tiene por objeto detectar fallas tales como fugas en los aros de pistón, ralladuras en la camisa interior del cilindro y combustión anormal. La detección de anomalías graves por los sistemas integrados da lugar a un cambio en el modo de funcionamiento del motor, pasaría a funcionar en “modo de protección del motor”. El sistema de control contiene los datos para un funcionamiento óptimo en una serie de modos diferentes, como "modo de ahorro de energía”, “modo de control de emisiones” y diversos modos de protección del motor. El limitador de carga del sistema (sistema de cumplimiento del diagrama de carga) tiene por objeto prevenir cualquier sobrecarga del motor en condiciones tales como mar gruesa, casco sucio, navegación en aguas poco profundas, hélice demasiado pesada o potencia excesiva absorbida por el alternador de cola. Estas funciones aparecerán como algo normal en las futuras especificaciones técnicas de compra.
El sistema de inyección de combustible funciona sin árbol de levas convencional, utilizando alta presión de aceite hidráulico impulsado por una bomba como fuente de potencia y un servo con control electrónico para controlar la bomba de inyección. Los aspectos positivos del sistema electrónico incluyen una considerable mejora del rendimiento de la combustión, de la eficiencia y, por tanto, de las emisiones contaminantes. Además, es posible reducir de manera apreciable la velocidad de funcionamiento lento del motor, que tiene ventajas cuando el buque maniobra en aguas congestionadas, como por ejemplo el Canal de Suez. Por otra parte, la mayor utilización de sensores en los motores abre nuevas posibilidades de tareas adicionales, tales como la monitorización de la condición y la detección temprana de un posible daño. Para estos propósitos hay disponibles muchos más puntos de medida de los que había anteriormente.
Tanto Wärtsilä como MAN B&W pretenden una flexibilidad operacional sin precedentes en términos de ahorro de combustible y optimización de las emisiones, una mejora de la fiabilidad y la maniobrabilidad (gracias a modos de velocidad de funcionamiento extremadamente lenta), y costes de funcionamiento más bajos durante el ciclo de vida. También facilitan una operación más sencilla y sin problemas por la tripulación.
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