Componentes del sistema DP - Propulsores

Comprensión del sistema de propulsión en buques marítimos

Un buque de posicionamiento dinámico suele necesitar un número determinado de propulsores para garantizar un posicionamiento y una maniobrabilidad eficaces. El número de propulsores se determina en función de varios factores, como el tamaño y la forma del buque, las operaciones previstas y las condiciones ambientales.

Al disponer de varios propulsores, el buque gana en redundancia. Si un propulsor falla o necesita mantenimiento, los restantes pueden compensarlo y mantener la posición o finalizar la tarea de forma segura. La redundancia mejora la fiabilidad y la seguridad generales de las operaciones DP. 

El número de propulsores se determina en función del empuje total necesario para mantener la posición del buque en diferentes condiciones ambientales. Al distribuir el empuje entre varios propulsores, el buque puede conseguir la fuerza necesaria para contrarrestar eficazmente las fuerzas externas. Esto ayuda a evitar el desgaste excesivo de los propulsores, prolonga su vida útil y reduce las necesidades de mantenimiento.

Los tipos de propulsores de los buques de posicionamiento dinámico son:

Hélices principales y timones. Estos propulsores también se denominan «motores principales» y, según el tipo de hélice, los hay de dos tipos: Hélice de Paso Controlable (CPP) y Hélice de Paso Fijo (FPP). La diferencia entre estos dos tipos es que las palas de la hélice de paso controlable pueden cambiar el ángulo de paso (girar). Así, el cambio del empuje producido se consigue alterando la dirección de las palas (cambiando el ángulo de ataque de las palas de la hélice). Cuando no se necesita el empuje, las palas se ponen a paso cero y giran a un plano

La ventaja de la hélice de paso controlable es que permite mantener el motor a revoluciones constantes durante las maniobras y no es necesario invertir la marcha: para desarrollar el empuje a popa, basta con cambiar la dirección de las palas. La hélice de paso fijo, sin embargo, carece de esta opción, ya que sus palas no cambian el ángulo de ataque (la hélice es sólida) y la fuerza de empuje se puede controlar aumentando o disminuyendo las revoluciones por minuto (RPM) solamente, mientras que el motor está trabajando a RPM variables.

Las características descritas anteriormente se aplican a todos los propulsores en los que se utiliza una hélice. Cuando los propulsores están controlados por el sistema DP, éste define y controla la inclinación de las palas y el ángulo del timón para mantener el buque en posición.

Para evitar que un propulsor afecte a otro (en los buques con dos o más propulsores azimutales), el operador DP puede activar la función «Zona azimutal prohibida». Pivotando 360°, el propulsor azimutal no entra en un sector determinado. Los sectores prohibidos suelen fijarse en la dirección del otro propulsor, para que no creen el lavado entre sí, o en la dirección de los sistemas hidroacústicos (ecosonda, HPR) para evitar interferencias.

Propulsor azimutal retráctil - este tipo de propulsor se oculta en el casco del buque durante su travesía y se retrae cuando es necesario para mejorar su maniobrabilidad (atraque) o para mejorar la capacidad del buque para mantener su posición (operación DP). Hay que recordar que cuando este propulsor está activo, el calado del buque aumenta en su eslora, por lo que hay que tener especial cuidado en aguas poco profundas y puertos.

Azipod - es una variación del propulsor azimutal, con su motor eléctrico montado en el propio propulsor (en el pod) y una hélice, conectada directamente a su eje.

Los propulsores de túnel pueden instalarse en la proa y la popa del buque. Se trata de un equipo bastante sencillo y fiable. El túnel del propulsor está situado a barlovento con la hélice en su interior, que puede ser de paso controlable o de paso fijo, con las mismas características y principios intrínsecos de las hélices ya mencionadas.

Los propulsores de túnel son bastante eficaces para maniobrar a baja velocidad y mantener la posición, ya que desarrollan el empuje lateral. Sin embargo, estos propulsores pierden su eficacia a velocidades superiores a 3 nudos y en cabeceo.

Propulsor de chorro de agua y chorro Gill - pertenece al tipo de propulsores de chorro de agua, en los que la hélice funciona como una bomba que inyecta el agua al canal a través de una tubería, situada en la parte inferior del casco del buque.

Propulsor Voith-Schneider - es un cilindro que gira lateralmente con palas instaladas verticalmente y controlables, que pivotan sobre su eje.

Los tres primeros tipos de propulsores, como las hélices principales y los timones, los propulsores acimutales y los propulsores de túnel, son los más comunes entre los descritos anteriormente. Sin embargo, la normativa no establece ningún requisito en cuanto al tipo de propulsores que deben instalarse a bordo. Son los siguientes:

El sistema de propulsión debe proporcionar un empuje adecuado en las direcciones longitudinal y lateral, así como un momento de guiñada para el control del rumbo.

De estas reglas se deduce que el sistema DP debe controlar tres ejes mediante propulsores: longitudinal, lateral y uno para el control del rumbo - denominados oleaje, balanceo y guiñada. Asimismo, se puede concluir que los buques DP de clase 2 y DP de clase 3 deberán tener instalados al menos cuatro propulsores: dos a proa y dos a popa respectivamente.