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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