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| Trasatlántico SS Conte di Savoia durante las pruebas de mar. Fuente Wikipedia. |
En la práctica el sistema se
utilizó poco en los buques debido a que resultaba menos favorable su aplicación
que el sistema de estabilizadores hidrodinámicos por medio de aletas estabilizadoras, que tenían ventajas en coste y peso más reducidos.
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| El enorme megayate Katara, cuenta con sistemas de estabilización para reducir los movimientos de balance del buque. |
Sin embargo, desde la década
de 1990 en adelante, surgió de nuevo el interés en este sistema aplicado a
buques pequeños, tales como yates que requerían un sistema de estabilización
con el buque parado, fondeado o navegando a baja velocidad, condiciones en las
cuales las aletas estabilizadoras no proporcionan una buena estabilización del
buque, quedando como alternativa el sistema de estabilidad por tanques pasivos
y el sistema de estabilización giroscópica.
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| El yate Azimut 68 Evolution puede ser equipado por sistemas de estabilización giroscópicos. Fuente: Catalogo Azimut. |
Los estabilizadores
giroscópicos presentan las ventajas frente a las aletas estabilizadoras de no aumentar
la resistencia hidrodinámica del casco, siendo un elemento que está ubicado en
el interior del buque, no estando expuesto al deterioro producido por el agua de
mar ni a la acción del oleaje al golpear contra el casco, por lo que puede
mantenerse en buenas condiciones sin deteriorarse durante largo tiempo.
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| Yate de la Firma Oyster que puede ser equipado con estabilizadores giroscópicos. Fuente: Catálogo de Oyster. |
El estabilizador giroscópico es un
equipo compuesto por enorme volante, puesto en rotación por un motor eléctrico
y con gran masa de giro, lo cual produce un enorme momento cinético que produce
una levada resistencia al cambio en el eje de giro.
El momento angular es el producto de la masa por la velocidad de giro. O lo que es lo mismo, este momento será mayor, cuanto más rápido gire el volante de inercia, cuanta más pese el disco y cuanto más alejada o de mayor diámetro sea este volante de giro.
El sistema consiste en un volante
de inercia que gira en un eje vertical, montado todo el conjunto sobre un
cardán para que este eje de giro pueda permanecer en posición vertical a pesar
de los cabeceos o cambios de asiento del barco. Gracias a este cardán, todo el
par estabilizador generado por el momento angular del giróscopo se aprovecha en
la corrección del balanceo al permanecer el eje de giro en la vertical.
El primer buque grande
en incorporar estabilizadores giroscópicos fue el USS Henderson, el cual fue
construido en 1917 e incorporaba dos grandes estabilizadores giroscópicos de 25
toneladas de peso montados cerca del centro del buque y que giraban a 1.100 rpm
accionados por motores eléctricos AC de 75 Hp.
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| Los dos estabilizadores giroscópicos del buque transporte USS Henderson. |
Cuando un pequeño sensor del giróscopo situado en
el puente detectaba el balance, un servomotor hacía girar los giróscopos
alrededor de su eje vertical en una dirección tal que contrarrestara el
movimiento de balance. En las pruebas se demostró que el sistema era capaz de
reducir el balance a solo 3 grados navegando con fuerte oleaje.
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| Buque transporte USS Henderson de la USS Navy, primer buque grande en incorporar los estabilizadores giroscópicos. |
Otro de los buques que
equiparon este sistema fue el trasatlántico italiano SS Conte
di Savoia, construido en 1932 y que 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.
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| Estabilizadores giroscópicos del Trasatlántico SS Conte di Savoia. Fuente Wikipedia. |
En el sector de la náutica de recreo, y
más precisamente en el sector de los yates de lujo de grandes esloras
(megayates, gigayates), son muy comunes los requisitos de comodidad y confort
en el diseño de estas embarcaciones. Por este motivo, grandes astilleros de construcción
especializados en este selecto sector, han incluido estos sistemas
de estabilización.
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| Estabilizador giroscópicos de la firma Seakeeper |
En la actualidad, la
mayoría de los estabilizadores del mercado tienen masas relativamente pequeñas con una alta
velocidad de rotación (10.000 a 12.000 rpm). Sin embargo, tal velocidad de
rotación provoca que aumente rápidamente de temperatura por lo que requiere refrigeración
por agua. Una limitación es que exige mantener el sistema activo el tiempo
suficiente, incluso con el barco en su atraque o en fondeo, para que se elimine
la inercia del giróscopo.
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| Estabilizador giroscópico Seakeeper, especialmente diseñado para yates. |
En algunos nuevos modelos
el enfriamiento no se realiza con agua sino con aire.
Las tomas de aire exterior mantienen los usos activos durante la fase de parada
del dispositivo. Esta nueva tecnología de refrigeración ha sido posible gracias
al empleo de masas más grandes combinadas con la reducción en la velocidad de
rotación (alrededor de 4.500 rpm).
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| Estabilizador giroscópico Orbit Gyro, diseñado para yates y embarcaciones menores. |
En la práctica, menos
fricción da como resultado un menor estrés mecánico, lo que permite al usuario
desactivar el sistema mientras la masa se detiene de forma independiente.
Tengamos en cuenta que un sistema refrigerado por agua requiere aproximadamente
55 minutos para estar activo, mientras que este sistema enfriado por aire necesita
solo 35 minutos.
VENTAJAS:
- A diferencia de las aletas estabilizadoras, el estabilizador giroscópico está totalmente contenido en una unidad fácil de instalar.
- El sistema no introduce resistencias hidrodinámicas adicionales pues ningún elemento toca el agua. No se añade ningún apéndice mojado. No hay pérdidas de rendimiento en velocidad o consumo, ni posibles daños a piezas en contacto con el agua.
- Como el dispositivo no depende del flujo del agua, el estabilizador giroscópico es efectivo incluso a poca velocidad o estando totalmente parados, que es cuando a veces es más necesitado.
- El sistema giroscópico puede ser instalado en muchos lugares del barco. Incluso es posible instalar varias unidades para aumentar la efectividad del sistema.
- El sistema estabilizador giroscópico no requiere mantenimientos periódicos o ajustes de ningún tipo. Todos sus componentes están contenidos en la unidad a la que solo es necesario alimentar con corriente eléctrica. No hay riesgos ni fallos. El coste operativo es mínimo.
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| Mega Yate Octopus, cuenta con helipuerto y precisa de sistemas de estabilización activos. |
ENLACES:
Tenía noticia de un monorriel con estabilización giroscópica, pero no sabía que hubiera aplicaciones náuticas. Una entrada muy buena y muy interesante. Gracias mil.
ResponderEliminarGracias por compartir información técnica valiosa
ResponderEliminarNo explica cómo hace la estabilización si el volante está en un cardán. El sensor provoca un movimiento hidráulico pero no explica cómo este movimiento hace el contrapeso.
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