Propulsor de azimut

Un propulsor azimutal es una configuración de hélices marinas colocadas en cápsulas que se pueden girar en cualquier ángulo horizontal (azimut), lo que hace que el timón sea redundante. Estos brindan a los barcos una mejor maniobrabilidad que un sistema fijo de hélice y timón.

Tipos de propulsores azimutales

Existen dos variantes principales, según la ubicación del motor:

1. Transmisión mecánica, que conecta un motor dentro de la nave a la unidad externa engranando. El motor puede ser diesel o diesel eléctrico. Dependiendo de la disposición del eje, los propulsores mecánicos de azimut se dividen en L-drive y Z-drive. Un propulsor de goteo L tiene un eje de entrada vertical y un eje de salida horizontal con un engranaje de ángulo derecho. Un propulsor Z-drive tiene un eje de entrada horizontal, un eje vertical en la columna giratoria y un eje de salida horizontal, con dos engranajes de ángulo derecho.
2. Transmisión eléctrica, más comúnmente llamada vainas, donde se instala un motor eléctrico en la misma vaina, conectada directamente a la hélice sin engranajes. La electricidad es producida por un motor a bordo, generalmente diesel o turbina de gas. Inventada en 1955 por Friedrich W. Pleuger y Friedrich Busmann (Pleuger Unterwasserpumpen GmbH), Azipod de ABB Group fue el primer producto utilizando esta tecnología.

Los propulsores de cápsulas más potentes que se utilizan son las cuatro unidades Rolls-Royce Mermaid de 21,5 MW instaladas en el RMS Queen Mary 2.

Los propulsores azimutales mecánicos pueden instalarse de forma fija, retráctiles o montarse bajo el agua. Pueden tener hélices de paso fijo o hélices de paso controlable. Los propulsores instalados de forma fija se utilizan en remolcadores, transbordadores y barcos de suministro. Los propulsores retráctiles se utilizan como propulsión auxiliar para embarcaciones posicionadas dinámicamente y como propulsión doméstica para embarcaciones militares. Los propulsores montables bajo el agua se utilizan como propulsión de posicionamiento dinámico para embarcaciones muy grandes, como plataformas de perforación semisumergibles y buques de perforación.

Ventajas y desventajas

Las principales ventajas son la maniobrabilidad, la eficiencia eléctrica, un mejor uso del espacio del barco y menores costos de mantenimiento. Los barcos con propulsores azimutales no necesitan remolcadores para atracar, aunque sí pueden necesitar remolcadores para maniobrar en lugares difíciles.

La principal desventaja de los sistemas de propulsión azimutal es que un barco con propulsión azimutal maniobra de manera diferente a uno con una configuración estándar de hélice y timón, lo que requiere una formación de piloto especializada. Otra desventaja es que aumentan el calado del barco.

La variedad de cápsulas, donde el motor eléctrico está ubicado fuera del casco, impone mayores exigencias a la calidad del sello alrededor del eje de la hélice. Esto se debe a que cualquier fuga de agua de mar provocará un cortocircuito en el electromotor. Esto significa que las piezas móviles tendrán que encajar especialmente bien con holguras estrechas, y el sellado restante se puede realizar, por ejemplo, con aceite bajo presión positiva. El aceite actuará como lubricante y como sello hidrofóbico.

Historia

El inventor inglés Francis Ronalds describió lo que llamó un “timón de propulsión” en 1859 que combinaba los mecanismos de propulsión y dirección de un barco en un solo aparato. La hélice se colocó en un marco que tenía un perfil exterior similar a un timón y se unió a un eje vertical que permitía que el dispositivo girara en el plano mientras se transmitía el giro a la hélice.

El moderno propulsor azimutal que utiliza la transmisión Z-drive fue inventado en 1951 por Joseph Becker, el fundador de Schottel en Alemania, y comercializado como Ruderpropeller. Becker recibió el premio Elmer A. Sperry de 2004 por su invención. Este tipo de propulsión fue patentado por primera vez en 1955 por Pleuger.

A finales de la década de 1980, el Grupo ABB desarrolló el propulsor Azipod con el motor ubicado en la propia cápsula.