Atunero Txori Toki (2000)

El Txori Toki fue en su día el atunero de mayor tamaño construido por Astilleros de Murueta, y de los mayores hechos por cualquier astillero del mundo, pero lo más importante no es su tamaño sino su calidad y el incorporar la tecnología más moderna y avanzada aplicable a este tipo de buques.

El atunero TXORI TOKI, con código IMO 9196682 y MMSI 664326000, fue construido en el año 2000 por Astilleros de Murueta SA (construcción 204). Cuenta con 106,5 metros de eslora total, 16 metros de manga, y desplaza alrededor de 3.250 toneladas. La propulsión es por medio de un motor diesel Wartsilla 6L46B de 6 cilindros en línea sobrealimentado que desarrolla 5.851,63 kW (7.956,0 CV). Incorpora una hélice propulsora de CuNiAl, de palas orientables, tipo CLT, proyectada por Sistemar S.A. La velocidad máxima en pruebas (100% MCR) fue de 19,10 nudos.

Características Principales:

TXORI TOKI
Tipo de buque	Atunero Congelador
Astillero	ASTILLEROS DE MURUETA S.A. SPAIN
Manager & owner	INPESCA, S.A., SPAIN
Sociedad de Clasificación	BUREAU VERITAS
Cota	I 3/3 (E) + Fishing vessel, Deep sea  + Mach + RMC (Quick freezing plant)
Peso muerto:	3.250 t
Arqueo bruto:	4.134 G.T.
Eslora Total:	106,50 mts
Eslora entre perpendiculares:	91,50 mts.
Manga de Trazado:	16,00 mts.
Puntal a la Cubierta Principal:	10,40 mts.
Calado Medio de Trazado:	7,20 mts.
Sistema de Propulsión	1 M.P. Wartsilla 6L46B de 5.850 Kw (7.950 BHP) a 500 rpm, hélice de paso variable con sistema CLT.
Planta Potencia Eléctrica:	Motores Diesel Generadores: 2 Grupos Electrógenos principales de una Potencia 1.345 BHP a 1.000 r.p.m., accionando sobre Alternadores de 1.100 KVA, para una tensión de 380 Voltios, 50 Hz. 2 Grupos Electrógenos de una Potencia 1.150 BHP a 1.000 r.p.m., accionando sobre Alternadores de 1.00 KVA, para una tensión de 380 Voltios, 50 Hz. 1 Grupo Electrógeno de emergencia de 400 BHP a 1.500 r.p.m. y un alternador de 290 KVAa 380 V. y 50 Hz
Velocidad en Pruebas:	19,10 nudos
Tripulación:	31 personas

El TXORI TOKI perteneció desde su construcción a la Cía Internacional de Pesca y Derivados, S.A. (INPESCA, S.A.) es una sociedad mercantil constituida ante notario con fecha 3 de Noviembre de 1.972. Esta empresa, con sede en Txibitxiaga, Bermeo – Vizcaya, se dedica en su actividad principal a la captura y comercialización de túnidos congelados en la modalidad de pesca al cerco. Actualmente el TXORI TOKI está abanderado en Seychelles y tiene puerto base en Port Victoria.

El Txori Toki, es un atunero congelador para la pesca del atún y especies afines por el sistema de cerco, con halador y bote panga. Las capturas de atún se congelan en 26 cubas aisladas (con una capacidad total de 2.900 m³), por el sistema de inmersión en salmuera enfriada, conservándose posteriormente en seco en dichas cubas.

El buque está propulsado por una hélice de palas orientables, del tipo CLT, accionada por un motor diésel de velocidad media, situado en la cámara de máquinas a popa.

La disposición general es la clásica en este tipo de buque, con dos cubiertas continuas formando un entrepuente de trabajo cerrado, donde se manipula el pescado y se distribuye a las cubas de congelación.

Se ha dispuesto un castillo que se prolonga más a popa del centro del buque, cámara de máquinas a popa, y un tanque estabilizador de balances en el extremo de popa del buque.

Para la maniobra del buque, además del timón convencional, se han dispuesto dos hélices transversales; una a proa y otra a popa.

Los alojamientos de los 30 tripulantes y armador se han situado en la cubierta superior y en dos casetas superpuestas, del centro del buque hacia proa.

Inmediatamente a proa de la cámara de máquinas se encuentra la zona de las cubas de carga, dispuestas en 13 parejas con un pasillo central.

La proa es lanzada con un pronunciado bulbo en su parte inferior, optimizado para las condiciones de navegación más habituales en el servicio del buque. En la popa se ha dispuesto la rampa para estiba e izado del bote panga.

El proyecto del Txori Toki, es de la oficina de ingeniería naval Cintranaval S.L. de Las Arenas de Getxo y el desarrollo de los planos constructivos ha sido realizado por el propio astillero, que cuenta con los más modernos sistemas de CAD/CAM para llevar a cabo esta función.

En marzo de 2010 el atunero congelador 'Txori Toki', perteneciente a la empresa Inpesca de Bermeo, fue objeto a primera hora de esta mañana de una persecución por parte de un esquife a unas 330 millas naúticas de la costa de Kenia. El patrón del 'Txori Toki', Imanol Ibarbia, natural de la localidad guipuzcóana de Gertaria, procedió entonces a realizar las obligadas maniobras de evasión "a toda máquina", con cambios de rumbo, hasta asegurarse de que los piratas desistían en su intento de abordaje al buque. "Ha sido solo un pequeño susto, porque hemos podido controlarlo todo bien, mantienendo bastante distancia y sin dejarles que se acercaran. El viento, además, nos ha ayudado en la operación y no han podido alcanzarnos".

 

VIDEOS:

 

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Wartsilla 46: Análisis CFD del periodo de barrido durante el solape de válvulas.

El motor Wärtsilä 46 es un motor diesel de cuatro tiempos diseñado para aplicaciones marinas, bien como motor principal o como generador eléctrico. Cuenta con cilindros de 460mm de diámetro, 580mm de carrera, totalizando una cilindrada unitaria de 96,4 litros, la renovación de la carga se consigue por medio de cuatro válvulas por cilindro, cuenta con un sistema de inyección directa de alta presión, enfriador de aire de barrido por intercambiador aire-agua, sistema Spex para el conducto de gases de escape y además cuenta con un turbocompresor de alta eficiencia. La gama de motores Wärtsilä 46, abarca desde motores de 6 cilindros en línea, hasta los más potentes de 16 cilindros en V.

Figura 1: Corte transversal del motor marino Wärtsilä 46.

El motor marino de cuatro tiempos Wärtsilä 46 ha sido empleado en múltiples buques tales como los atuneros “Albatún 2” y “Panama Tuna”, buque tanque “Sten Idun”, crucero “Oasis of the Seas”, entre otros.

Figura 2: Sala de máquinas del Oasis of the Seas, con Wartsilla 46 como generadores eléctricos.

El periodo de solape de válvulas es durante el cual permanecen abiertas las válvulas de admisión y de escape al mismo tiempo, quedando en comunicación el colector de admisión y el colector de escape y permitiendo que el flujo de gases frescos que impulsa el compresor pase a la turbina. Para comprender mejor en lo que consiste el solape, la Figura 4 muestra el diagrama de distribución del motor marino de cuatro tiempos Wärtsilä 46. Tal y como se puede apreciar en la Figura, existe un solape durante el cual las válvulas de admisión y escape están abiertas al mismo tiempo, en este caso de 94º de ángulo de cigüeñal.

Figura 4: Diagrama de distribución del motor marino Wärtsilä 46.

El solape de válvulas es de crucial importancia en los grandes motores diesel de cuatro tiempos con elevada tasa de sobrealimentación actuales debido a los siguientes motivos:  

-       Permite mejorar la eliminación de los gases quemados expulsándolos hacia el escape, empleando para ello el flujo de aire entrante a elevada presión que es impulsado por el compresor.

-         El flujo de aire entrante por las válvulas de admisión a una temperatura relativamente baja representa una importante contribución en la refrigeración de las paredes de la cámara de combustión, cabeza de pistón y enfriamiento de las válvulas de escape.

-         Los gases frescos que se mezclan con los quemados y salen por los conductos de escape permiten reducir la temperatura de los gases de escape que llegan a la turbina del turbocompresor, evitando que la temperatura en las paletas de la turbina se aproxime a los límites compatibles con la resistencia mecánica.

Es por ello que en este tipo de motores se requiere que el periodo de barrido sea mayor que en otros motores, y para conseguir esto, el tiempo de solape de válvulas de ser particularmente amplio. El valor adecuado para el solape de válvulas es determinado para cada motor concreto en consonancia con los demás parámetros de diseño de ese motor. Como valores de referencia podemos indicar que el motor MAN 40-54 tenía un periodo de solape de 101,62º (54,62º+47º), el MAN 32-40 tiene valores un poco menores 89º (45º+44º),), el MACK 32 tiene un periodo de solape de 90º (45º+45º). Motores antiguos semirrapidos como el  MTU 16V 956 TB91 tiene un periodo de solape menor ya que solo tiene 61º (32º+29º), sin embargo mas moderno MAN 20-27 tiene valores de 100º (50º+50º), el motor rápido MAN D2840 LE tiene un periodo de solape de 51º (24º+27º). En motores de automóvil el periodo de solape tiende a reducirse e incluso a desaparecer con objeto de rebajar los consumos.

A pesar de las ventajas que proporciona un largo periodo de solape, alargarlo demasiado tiene como inconveniente que el barrido resulta defectuoso. Por tanto, es muy importante determinar el tiempo óptimo de solape en motores. Para demostrar una vez más en este blog las ventajas del CFD (Mecánica de Fluidos Computacional), se ha analizado el barrido de gases dentro del motor Wartsila 46, especialmente durante el solape de válvulas. La Figura 5 indica la malla utilizada para simular un cilindro de este motor. En la figura se ve el cilindro, conductos de admisión y escape y válvulas de admisión y escape. Se ha empleado una malla móvil para simular el movimiento del pistón desde 90º hasta 630º de ángulo de cigüeñal. La Figura 2 se refiere a la posición correspondiente a 180º.

Figura 5: Malla computacional del cilindro del Wartsilla 46.

En la Figura 6 se muestran los resultados obtenidos mediante CFD. Para ver con claridad lo que ocurre en el interior del cilindro. Se indica en color azul el aire fresco y en color rojo los gases de escape. Asimismo, las flechas indican la velocidad del flujo. Como se puede observar, la válvula de admisión se abre antes de que los gases de escape abandonen completamente el cilindro, y su considerable velocidad asiste en aspirar carga fresca.

Figura 6: Resultados obtenidos mediante análisis de CFD.

FORMACION:

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Nota informativa: Para llevar a cabo el estudio CFD de un motor DIESEL es necesario disponer del sowftware libre OpenFOAM porque al ser un código abierto permite una completa manipulación de las ecuaciones gobernantes. Para llevar a cabo este tipo de análisis de un motor real es necesario ajustar multitud de parámetros que definen de forma precisa el funcionamiento del motor, lo cual se puede llevar a cabo con programas de codigo abierto.

ENLACES RECOMENDADOS:

WOODYARD (Pounder's Marine Diesel Engines And Gas Turbines, 9Th Edition).

WARTSILLA (http://www.wartsila.com/en/marine-solutions/overview)

HISTORIA DE LOS MOTORES MARINOS SULZER 

Control de emisiones en motores marinos y métodos para su reducción.

Mecánica de Fluidos Computacional (CFD). Aplicaciones Navales 

ANALISIS CFD DEL MOTOR MARINO MAN 7S50MC

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