Nave con motor principal
Los motores marinos de los barcos son los responsables de la propulsión del buque de un puerto a otro. Tanto si se trata de un pequeño barco que navega por las zonas costeras como de uno enorme que recorre aguas internacionales, se instala a bordo un motor marino de 4 o 2 tiempos para la propulsión.
Los motores marinos son motores térmicos que se utilizan para convertir el calor, que se genera al quemar el combustible, en trabajo útil, es decir, desarrollar la energía térmica y transformarla en energía mecánica. Los motores utilizados a bordo de los buques son motores de combustión interna (un tipo), en los que la combustión del combustible tiene lugar dentro del cilindro del motor y el calor se genera tras el proceso de combustión.
Como se ha mencionado anteriormente, los motores de combustión interna se utilizan principalmente para la propulsión marina y la generación de energía. El funcionamiento del motor marino puede explicarse mediante el siguiente procedimiento:
– Una mezcla de combustible y aire se comprime dentro del cilindro del motor con la ayuda del pistón, lo que resulta en la explosión de la mezcla cuando se presuriza debido a la compresión. Como resultado, se libera calor que aumenta la presión del gas quemado
Sala de máquinas del barco
En cuanto a los diseños de eficiencia energética, la industria naval ha empezado a buscar seriamente formas de reducir el consumo de combustibles fósiles mediante la construcción de motores eléctricos, que se han utilizado en embarcaciones que van desde los submarinos hasta los buques de investigación.
La tendencia a utilizar fuentes de energía renovables y alternativas para alimentar los motores también ha cobrado impulso en los últimos años, ya que los países tratan de reducir la contaminación en el sector marítimo.
En su intervención en la feria y conferencia Euronaval, celebrada en octubre en París, explicó que las operaciones marítimas requieren buques fiables desde el punto de vista operativo, económicamente eficientes y respetuosos con el medio ambiente.
En estas circunstancias, la propulsión eléctrica merece una mayor investigación, no sólo por los costes de combustible y mantenimiento, sino también por el consiguiente impacto en la mejora de la disponibilidad de los buques, dijo Dannat.
El negocio de conversión de energía de GE está suministrando actualmente su tren de propulsión eléctrica para la nueva flota de buques cisterna Military Afloat Reach and Sustainability (MARS) de la Royal Fleet Auxiliary (RFA) del Reino Unido.
Fabricantes de motores para barcos
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Hasta la aplicación de la máquina de vapor de carbón a los barcos a principios del siglo XIX, los remos o el viento eran los principales medios de propulsión de las embarcaciones. Los barcos mercantes utilizaban predominantemente la vela, pero durante los periodos en los que la guerra naval dependía de que los barcos se cerraran para embestir o para luchar cuerpo a cuerpo, se preferían las galeras por su maniobrabilidad y velocidad. Las armadas griegas que lucharon en la Guerra del Peloponeso utilizaron trirremes, al igual que los romanos en la batalla de Actium. El desarrollo de la artillería naval a partir del siglo XVI hizo que el peso del costado se antepusiera a la maniobrabilidad, lo que condujo al dominio del buque de guerra a vela durante los tres siglos siguientes.
La propulsión a vela consiste generalmente en una vela izada en un mástil erguido, sostenida por tirantes y controlada por cabos de cuerda. Las velas fueron la forma dominante de propulsión comercial hasta finales del siglo XIX, y siguieron utilizándose hasta bien entrado el siglo XX en las rutas en las que el viento estaba asegurado y no se disponía de carbón, como en el comercio de salitre sudamericano. En la actualidad, las velas se utilizan generalmente para el recreo y las regatas, aunque en los buques modernos de mayor tamaño se han utilizado aplicaciones innovadoras de cometas/royals, turbovelas, rotores, velas de ala, molinos de viento y el propio sistema de boyas de cometas de SkySails para ahorrar combustible.
Motor de crucero
Una legislación medioambiental más estricta en todo el mundo es sólo una parte del entorno cada vez más exigente al que deben enfrentarse estas tres empresas, así como los astilleros y contratistas con los que trabajan.
El sector naviero no sólo exige motores más limpios y eficientes en cuanto a consumo de combustible, sino también motores que duren toda la vida útil del buque (normalmente 25 años) con sólo un mantenimiento programado y mínimas reparaciones. A varios armadores (encabezados por CMA CGM) les está gustando la configuración de un solo motor y una sola hélice por su eficiencia y sus reducidos costes de funcionamiento, siempre que no afecte demasiado a la velocidad de crucero.
Las soluciones técnicas van desde el uso de placas de materiales resistentes a la corrosión, como el Inconel (una familia de superaleaciones a base de níquel desarrolladas originalmente para motores a reacción), soldadas a la cabeza del pistón, hasta el uso de aceite del cárter para refrigerar no sólo los pistones, sino también el vástago, a fin de reducir la probabilidad de fallos inducidos por el calor.
Para dar un ejemplo de lo que exige la industria naval hoy en día, los portacontenedores Triple-E de Maersk -los mayores buques portacontenedores del mundo, con una capacidad de más de 18.000 unidades equivalentes a un contenedor de veinte pies (TEU)- están propulsados por dos motores diesel MAN de dos tiempos, cada uno de los cuales impulsa su propia hélice. Cada motor tiene ocho cilindros con un diámetro de 800 mm. Los motores están diseñados para ofrecer su máximo rendimiento a 73 rpm. Su potencia combinada de 59.000 kW permite al buque monstruo navegar a 16 nudos.