Ventajas de la Soldadura y Tipos de Hélices en la Construcción Naval

Ventajas de la Soldadura frente al Remachado

• Rapidez en la construcción.
• Menor peso del buque (aumento relación peso muerto/desplazamiento).
• Construcción automática en la estanqueidad (si la soldadura está bien hecha).
• Mayor resistencia a la corrosión.
• Eliminación de partes superpuestas en las uniones (ahorro de material).
• Gran facilidad para la prefabricación en bloques.
• Mayor silencio (comodidad a la hora de trabajar).
• Posibilidad de hacer las uniones bajo el agua.

Hélice

Es un dispositivo mecánico formado por un conjunto de elementos denominados palas o álabes, montados de forma concéntrica y solidarios de un eje que al girar las palas trazan un movimiento relativo en un plano.

Diámetro

Circunferencia que dibujan las palas cuando estas giran. Si aumentamos el diámetro de la hélice, esta moverá más caudal de agua generando una mayor resistencia y exigiendo al motor un aumento en la potencia entregada.

Número de Palas

El número de palas oscila entre 2 y 6. Las de 2 palas han caído en desuso por producir excesivas vibraciones, aunque en algunas embarcaciones pequeñas se siguen utilizando. Las más utilizadas son las de 3 y 4 palas.

Paso

El paso de la hélice viene dado por lo que avanzaría el buque en una revolución de la hélice, si el agua fuese un medio rígido.

Arbotantes

Hélices que se disponen simétricamente respecto del diametral, soportadas por estructuras especialmente proyectadas.

Henchimientos

El conjunto de ejes y arbotantes que se reviste en los buques con unos forros de planchas.

Arista de Ataque

Es la parte de la pala por donde entra el agua en el sentido de la marcha.

Arista de Salida

La opuesta a la arista de ataque.

Materiales de la Hélice

• Bronce: Gran resistencia al deterioro, absorben los golpes por lo que permiten deformaciones, para barcos de gran velocidad, más duras con el paso del tiempo.
• Aluminio: Más usadas, bajo coste, material quebradizo con el tiempo, la superficie se vuelve porosa.
• Acero Inox: Gran dureza y resistencia a deformaciones en caso de colisiones, más duros con el paso del tiempo, para barcos de gran velocidad, elevado coste.
• Materiales Compuestos: Trabajan bien, no son muy caros.

Hélices de Paso Variable

Son propulsores en los cuales las palas se montan separadamente sobre el núcleo y en cuyas palas el paso se puede cambiar e incluso invertir, mientras la hélice gira. Las principales ventajas de estas hélices tienen lugar en aquellos barcos que realizan sus actividades bajo condiciones de operaciones muy diferentes (remolcadores, pesqueros de arrastre). Las hélices obvian la necesidad de mecanismos de inversión en marcha en las instalaciones propulsoras de tipo alternativo. Las hélices de paso variable se pueden construir con la misma eficacia que la hélice convencional de palas fijas.

Hélices con Tobera

Aumenta el empuje de la hélice para una potencia dada, esto se consigue gracias a que la tobera dirige agua hacia el propulsor con un incremento de velocidad que origina una depresión en la entrada de la misma, lo que da lugar a que la propia tobera también empuje. Otra utilidad es que, si giran alrededor de un eje vertical sobre la hélice y se orientan, se puede desviar el chorro haciendo que la tobera participe también de timón.

Hélices con Tobera Kort

La tobera Kort es un dispositivo ideado por el ingeniero alemán Ludwig Kort que evita la formación de remolinos, causa principal de la pérdida de rendimiento de un propulsor. Consiste en una tobera dispuesta en torno a la hélice. El agua entra en la tobera por la parte anterior, aumenta la velocidad en su zona convergente en cuya sección mínima se encuentra la hélice y, tras pasar esta zona, la velocidad del agua disminuye de un modo progresivo y al mismo tiempo aumenta la presión y, en consecuencia, el empuje. La mejora del rendimiento que proporciona la tobera es tanto mayor cuanto mayor es la carga y menor la velocidad. El aumento del rendimiento es de entre el 7 y 15% para buques que navegan libremente y del 30 al 50% para remolcadores. Es por ello que su uso más frecuente y adecuado es para remolcadores, dado que en este tipo de buques el resbalamiento siempre y durante su trabajo es anormal y en la tracción a punto llegan a alcanzar un valor infinito. El empuje, por tanto, queda mejorado ya que, por ejemplo, en un remolcador la tracción que puede ser de una tonelada por cada 100 CV pasa a una carga de 1300 kg para la misma potencia. Por otra parte, la tobera actúa como protección para las hélices contra estachas, cables, etc. Ventajas: Se destaca un aumento de la eficacia a velocidades bajas, mejor estabilidad del rumbo y menor vulnerabilidad ante basura flotante. Desventajas: Una menor eficacia a velocidades elevadas, problemas de estabilidad del curso al navegar en reverso y una mayor cavitación. Las hélices con toberas a veces son utilizadas para reemplazar al timón.

Hélices con Placas de Extremo de Pala

Las placas se diseñan para alinearse con la dirección del flujo a través de la hélice, eliminando la necesidad de la tobera. Las principales ventajas de las hélices CLT se pueden resumir de la siguiente manera: mayor rendimiento, mayor velocidad del buque, menor consumo de combustible, reducción en las emisiones de CO2, mayor autonomía, mejores características de maniobrabilidad, menores niveles de ruidos y vibraciones, menor diámetro óptimo.

SRP Rudderpropeller: La Hélice Timón de Schottel

Las características principales de SRP se derivan de la combinación de propulsión y gobierno azimutal. Por lo tanto, no hay ninguna necesidad de un timón y la potencia del motor se convierte en óptimo empuje. La rotación de 360° de la hélice timón significa que toda la potencia de entrada está disponible para maniobrar. Ventajas: Máxima maniobrabilidad, máxima eficacia, operación económica, instalación para ahorrar espacio, mantenimiento sencillo, alta fiabilidad, optimizada en términos de cavitación y vibración, diseño fiable, hélice de paso variable o fija.

Sistema Transversal

Basado principalmente en las cuadernas y se une sólidamente a las varengas y a los baos formando un anillo cerrado que garantiza la resistencia transversal. Refuerza los mamparos transversales. No muy usado en buques grandes por no conseguir soportar los esfuerzos longitudinales. Gran ventaja: amplia zona de bodegas y bulárcamas longitudinales que impiden buena estiba en la carga (muy usado en la construcción de buques de carga).

Sistema Longitudinal

Importancia en los elementos de la estructura longitudinal, carece de cuadernas transversales, dotado de cuadernas o bulárcamas longitudinales dispuestas entre los mamparos transversales. Las vagras son continuas y las varengas abiertas. Apto para la construcción de grandes buques (grandes petroleros). Desventaja: Dificultad de lograr la continuidad de la estructura que el sistema exige.

Clasificación de los Buques

Por su Resistencia Estructural

• Buques de robustez completa (cubierta corrida, aptos para mineral).
• Buques de robustez mínima (cubierta de toldo, aptos para llevar madera, fruta, pasaje).
• Buques de robustez intermedia.

Por sus Superestructuras

• Buques del tipo tres islas.
• Buques de cubierta de poop ell deck.
• Buques de cubierta de abrigo shelter-deck.
• Buques de cubierta de saltillo.