La introducción de la máquina de vapor
alternativa para la propulsión de buques llevó en un primer lugar a la adopción
de la rueda de paletas para trasmitir la potencia generada por la maquinaria de
vapor al agua y de esta forma conseguir la propulsión de los buques. El primer
uso de la rueda de paletas en suele atribuirse a Fulton, que la instaló en su
buque Clermont botado en 1807.
Aparecieron entonces unos buques denominados vapores de ruedas, los cuales llevaban
unas ruedas con paletas situadas generalmente a ambos lados del casco, o en la
popa, diseño que durante un tiempo se extendió mucho sobre todo en barcos
portuarios o fluviales. Generalmente, los vapores de ruedas, seguían llevando
mástiles con velas al mismo tiempo, sobre todo los vapores transoceánicos.
Las ruedas de paletas primitivas tenían pocas
paletas, rígidamente fijadas a unos radios que partían de un núcleo central. Al
principio eran construidas íntegramente de madera, pero posteriormente se
hicieron las ruedas de hierro, conservando las paletas de madera.
Cuando se navegaba a
vela, era necesario desmontar las ruedas ya que ofrecían una gran resistencia
al avance y daban lugar a momentos de arribada, que había que corregir de
manera constante con el timón. Sin embargo, estas operaciones de desmontaje en
cubierta eran peligrosas por lo que se desarrollaron diseños de paletas
articuladas o con posibilidad para desacoplar las bielas y así dejar “locas”
las ruedas.
Con respecto al número, generalmente se instalaban dos ruedas, situadas a la
altura de la maestra, aunque también se desarrollaron buques con una rueda en
la popa o con la rueda alojada en un hueco a crujía.
Uno de los problemas de
las primeras ruedas de paletas vino por el hecho de necesitar estar suficientemente
sumergidas para que su acción no se redujera a remover la superficie del agua.
Pero no tanto, que al estar algunas lejos de la vertical, chocaran con el agua
al entrar y la lanzaran hacia arriba al salir, en lugar de empujar en sentido
de la marcha. Este problema se soluciona en parte equipando al buque con ruedas
de gran diámetro, lo cual hizo que se hicieran lo más grandes posibles dentro
de las limitaciones impuestas por la altura de francobordo del buque. Para
reducir los inconvenientes debidos a los ángulos de entrada y salida de las
paletas se hizo que estas estuvieran articuladas. Lógicamente con la
articulación el rendimiento mejoraba, ya que se redujo el resbalamiento
(diferencia de velocidad entre el buque y las paletas) desde un 35% a un 20%,
consiguiendo una reducción en el resbalamiento del 15% al introducir las
paletas articuladas. Sin embargo debido a su complicación técnica y frecuentes
averías, este tipo de paletas tardaron en aceptarse y tuvieron una difusión limitada.
Otra solución que tuvo poco éxito debido a su problemático mantenimiento y averías fue la cadena de paletas, como esta reproducción conservada en el Science Museum de Londres;
Las ventajas
del sistema de propulsión por rueda de paletas era principalmente que las palas
eran sencillas de fabricar y fáciles de reparar. Representaban una tecnología
probada, conocida y razonablemente eficaz. A cambio estaban muy expuestas,
especialmente cuando se montaban en los laterales, lo que ocasionaba problemas
en los buques militares. Tampoco eran muy útiles en caso de mal tiempo, ya que
las olas podían sacarlas fuera del agua con demasiada frecuencia.
La
alternativa a las ruedas de paletas vino con la aparición de las hélices
helicoidales, pero sus
ventajas no estaban demasiado claras al principio, además su fabricación era
más complicada, sobre todo en grandes tamaños, ya que era necesario definir con
gran precisión su forma y dimensiones. Su eje penetraba el casco bajo la línea
de flotación y podía provocar filtraciones a través de las juntas o incluso
romperse. Por no hablar de las reparaciones. Una hélice dañada tenia que se
extraída bajo el agua o reparada en un dique seco.
Para decidir cuál de los sistemas de
propulsión era superior, los británicos decidieron realizar en 1845 unas
pruebas comparativas entre dos corbetas, Rattler y Alecto, muy similares pero
dotadas una de hélice y otra de paletas. Se realizaron una serie de test de
velocidad entre ambas y sobre todo destaca una prueba donde se enganchó a los
dos barcos por la popa y se pusieron a tirar en direcciones contrarias, se
observó que la Rattler con hélice
arrastró a casi 3 millas por hora a la Alecto. A
partir de este momento la suerte de las palas estaba decidida y todos los
nuevos barcos de la Royal Navy se construyeron con hélices y no con paletas.
El Museo de ciencias de Londres (Science
Museum), es un museo dedicado a la ciencia en Londres; forma parte del Museo
Nacional de la Ciencia y la Industria. El museo es una de las atracciones
turísticas de Londres.
Maqueta de dique flotante antiguo.
El museo fue fundado en 1857 gracias a Bennet Woodcroft, con
objetos de la colección de la Real Sociedad de Arte y excedentes de la Gran
Exposición de Londres de 1851. Inicialmente el museo formaba parte de South
Kensington Museum, junto con el actual Victoria and Albert Museum, pero se
separó y se convirtió en el Museo de Patentes en 1858, posteriormente llamado Patent
Office Museum en 1863.
Puerta de entrada principal del Science Museum.
El Science Museum es de grandes dimensiones. Tiene cuarenta
salas y está dividido por áreas de conocimiento, abarcando desde los inicios de
la informática hasta los viajes espaciales pasando por telecomunicaciones, agricultura,
matemáticas, geofísica, medicina, etc.
Este reportaje se centrará en la sección de tecnología Marítima, la cual contiene piezas muy interesantes:
Maqueta de una draga de rosario.
HMS MONARCH (1911)
El HMS Monarch fue un acorazado británico de la clase Orión perteneciente a la Royal Navy.
Maqueta gigante del acorazado HMS Monarch.
Durante la Primera Guerra Mundial, sirvió en la segunda escuadra de combate de la gran flota británica con base en Scapa Flow. Al inicio de la contienda, el HMS Monarch formaba parte de la segunda escuadra de combate de la Gran Flota británica. El 27 de octubre de 1914, la segunda escuadra de combate, compuesta de los 'super-dreadnoughts' HMS King George V, HMS Ajax, HMS Centurion, HMS Audacious, HMS Monarch, HMS Thunderer y HMS Orion, abandonaron Lough Swilly para realizar unos ejercicios de tiro, en el transcurso de los cuales, resultó hundido el HMS Audacious al chocar con una mina al nore de la costa de Donegal. Participó sin sufrir daños en la Batalla de Jutlandia, entre el 31 de mayo y el 1 de junio de 1916.
Como resultado del Tratado Naval de Washington fue dado de baja en 1921 y posteriormente, fue usado en un experimento como buque objetivo por el HMS Revenge en 1925.
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.
Este propulsor fue patentado por Mr. Rennie
en 1839. Consta de tres palas y la superficie de las palas es obtenida
por el trazado de la superficie de un cono o conoide, las palas
construidas de esta forma tienen un incremento del paso (o pich)
desde la parte delantera a la de atrás de las palas, y muestran un
estrechamiento de la anchura desde el núcleo a las puntas de las palas.
Propulsor conoidal de Mr Rennie 1839 en Science Museum, London.
En el modelorepresentado tiene su origen en el año 1840 (no se indica quien fue el inventor), en el modelohay unsolocilindro de vaporaccionando uncigüeñalen elque hay dosvolantes, de cada uno de los cuales seextiendeunabieladando lugar a unmovimiento horizontal alternativo auna palacóncavaque hace deimpulsor.Elmovimiento verticaltambién se introduce, por medio debarras de conexión a partir dela cruceta.
El movimientocompuesto resultante es proporcionado a laspalas cóncavas para la propulsión, las cualesdescriben trayectoriasovales, de modo que están por encima delaguadurantela carrera de retorno. Las palas cóncavas se extienden por la popa del buque solapándose una sobre la otra, pero, debido a su acción alternativa, y a su movimiento siguiendo una trayectoria oval, hace que libren una respecto a la otra.
Este modelo se conserva en el Science Museum de Londres, la maqueta está a realizada a Escala 1:48, y permite realizar el movimiento, pertenece a laColecciónMaudslay, 1900.N.2232.
Reciprocating propeller. Vista de la maqueta desde su interior, fotografía realizada en Science Museum, Londres 2012.
Reciprocating propeller. Vista de las paletas concavas y empujadores y varillas de mando, fotografía realizada en Science Museum, Londres 2012.
En 1853 John Fisher
patenta su propulsor de tornillo. Esta hélice representa un propulsor
de dos palas con las palas perforadas con forma de ranuras que parecen
tener el objetivo de dispersar el aire que pueda estar en las caras de
las palas.
Propulsor de tornillo patentado en 1853 por John Fisher, localizado en Science Museum (London) .
Un año más tarde, en 1854Henry Walduckpatentóun diseño quetenía la intención deatenuar el movimiento centrífugo del agua sobrelas superficies dela palamediante la introducciónunaserie de terrazas, concéntricas conel eje,pero cada unasiendo mayoren paso quesu vecinainterior.
Propulsor de tornillo patentado en 1854 por Mr. Walduck, localizado en Science Museum (London).
La turbina de gas como máquina
propulsora principal fue experimentada por primera vez en el petrolero Auris de
12.250 dtw. Este buque había sido construido en 1948 con una planta de
propulsión diesel-eléctrica basada en cuatro diesel generadores Sulzer de media
velocidad y 1.100 bhp cada uno. La corriente eléctrica era suministrada a un
único motor eléctrico síncrono de 3.750 bhp acoplado a la línea de ejes de la
hélice.
Maqueta de la turbina de gas del Auris (Science museum)
PRIMERA TURBINA DE GAS MARINA DEL MUNDO (1947)
PRIMERA TURBINA DE VAPOR DEL MUNDO INSTALADA EN UN BUQUE (1894)
Charles Algernon Parsons inventó la turbina de vapor en 1884, y comprendiendo el potencial de su descubrimiento para la propulsión de los barcos, creó la Parsons Marine Steam Turbine Company con cinco socios en 1893. Para el desarrollo, él tenía el barco experimental Turbinia,
Turbina Parsons instalada en el Turbinia, seccionada parcialmente
MOTOR DE EMBOLOS OPUESTOS DOXFORD
Maqueta del motor de émbolos opuestos Doxford
MOTOR DIESEL B&W, DOS TIEMPOS Y DOBLE EFECTO (1932):
MOTOR PRINCIPAL DEL M.V. RABY CASTLE, MOTOR DIESEL WERKSPOOR (1924)
Maqueta del motor diesel de cuatro tiempos Werkspoor.
MÁQUINA ALTERNATIVA DE VAPOR DEL CRISTOFORO COLOMBO:
MAQUINA ALTERNATIVA DE VAPOR DEL HMS AJAX (1848)
HMS Ajax fue un navío de 74 cañones botado en 1809. Se le añadió propulsion mediante máquina de vapor y hélice en 1848 y fue desguazado en 1864.
MAQUINAS DE VAPOR ALTERNATIVAS
PROPULSION POR RUEDAS DE PALETAS
TRASATLÁNTICO MAURETANIA (1906)
El RMS Mauretania (también conocido como “Maury”), fue un transatlántico británico de la Cunard Line
que operó entre 1907 y 1935 en la ruta atlántica entre Southampton y
Nueva York amarrando en el famoso muelle 54, terminal de la Cunard Line.
Maqueta gigante del trasatlántico Mauretania.
El RMS Mauretania fue construido por los astilleros Swan Hunter & Wigham Richardson en Wallsend, Tyne y Wear. Botado en septiembre de 1906, era el hermano del RMS Lusitania. Se diferenciaba de este barco en el diseño de sus ventiladores y en el castillo de proa
(que era más largo superando en casi un metro la eslora su gemelo),
entre otros detalles. Navegó por primera vez el 16 de noviembre de 1907.
En aquel momento junto con el Lusitania, eran los barcos de pasajeros
más grandes, lujosos y rápidos del mundo. Su diseño marcó tendencias y
sirvió más tarde para inspirar a ingenieros navales en superarlo en sus
proyectos para navieras competidoras.
Su sistema de propulsión, la turbina de vapor, fue un invento revolucionario implementado en la tecnología de transatlánticos.
Durante la Primera Guerra Mundial fue requisado por el almirantazgo británico y sirvió como transporte militar y buque hospital.
Ganó la preciada Banda Azul en 1920 en el sentido Oeste; siéndole arrebatada por el SS Bremen en 1929.
Fue retirado en 1934 y desguazado en 1935, después de casi 27 años de servicio. Su prolongada trayectoria marcó un hito en la historia de los navíos de línea.
