LOS CATAMARANES ¿BUQUES DEL FUTURO?

El primer buque de combate propulsado por vapor fue el Demologos, ( voz del pueblo), diseñado  íntegramente por Robert Fultón en 1814 , para ser destinado a la defensa del Puerto de Nueva York contra los ataques de las fragatas y bergantines de la Royal Navy.  

Lo interesante de este buque era y es su casco, o mejor dicho sus dos cascos a modo de catamarán y entre los que se encontraba situada la rueda de paletas que lo propulsaba, accionada por un motor de un solo cilindro que generaba una potencia de 120 CV, capaz de mover el buque a una velocidad máxima de 5,5 nudos. Con una eslora de 47 metros, manga de la cubierta que unía los dos cascos máxima de 18 metros y un desplazamiento de 1.450 toneladas, montaba en cada uno de sus dos costados 8 piezas de artillería de 32 libras. La ubicación central de la rueda propulsora permitía gran estabilidad al sistema y mayor gobernabilidad, al mismo tiempo que la protegía del fuego enemigo.

Un ejemplo de catamarán en la marina española lo encontramos en el buque de salvamento Kanguro, botado en 1920. Entre su dos cascos se conformaba un dique donde podía situarse fácilmente un submarino y  efectuar en él tareas de reparación o mantenimiento o simplemente trasladarlo a puerto.Un eficaz sistema de grúas permitía izar submarinos sumergidos a 40 metros de profundidad.

De fabricación holandesa, sus primeras misiones consistieron en la cobertura de los sumergibles españoles de la serie A, A1, A2 y A3, aunque su única misión de rescate consistió en la recuperación de los cañones de 305 mm del acorazado España, varado en el cabo de Tres Forcas  en el verano de 1923. En la guerra civil quedó integrado en la flota republicana dado que al inicio de la contienda se encontraba en Cartagena en reparaciones.

Características

Eslora : 84 metros

Manga : 20 metros

Puntal : 6 metros

Calado :3,50 metros

Potencia máquina : 600 CV

Velocidad máxima : 10 nudos

Baja en la Marina : 1943

Desde los primeros catamaranes utilizados por los indígenas de la Polinesia hasta nuestros días,  el diseño de buques multicasco ha experimentado enormes avances, propiciados especialmente por la ingeniería naval australiana, tanto para su uso comercial como deportivo o en las marinas de guerra. Los buques multicasco permiten mantener elevadas velocidades incluso en un escenario de mar agitado, con olas de hasta 12 metros y sin perder su estabilidad.  

Aunque timidamente , la introducción de este tipo de buques en las marinas de guerra está sometida a continuos ensayos y pruebas.

Un ejemplo de la aplicación militar de este tipo de buques lo encontramos en el  HSV-X1Joint Venture, navío norteamericano destinado en 2003 al conflicto de Afganistán, esencialmente un buque destinado al transporte de tropas y suministros. Construido por Incat en Tasmania en 1998 para el transporte comercial de pasajeros, después de varios destinos fue finalmente entregado a la Marina de los EE.UU, que  modificó su cubierta para permitir el despegue y aterrizaje de helicópteros, permaneciendo en servicio bajo su bandera hasta 2006.

Era capaz de transportar más de 300 soldados y 400 toneladas de carga a una velocidad de 40 nudos cubriendo distancias  de más de 4800 kilómetros (3.000 millas) sin repostar.

Características

Eslora : 96 metros

Manga : 26 metros

Calado : 3,70 metros

Desplazamiento : 1.670 Tn.

Velocidad : 40 nudos

Propulsión: Magneto Hidro Dinámica (MHD)

Benito Sacaluga

ANCLAS

Pocas imágenes como la representada por un ancla pueden sugerirnos con total universalidad a la marina, a los barcos y a los marineros. Símbolo y emblema que me atrevería a afirmar esta presente en todas las marinas del mundo.

  

La primera utilización del ancla o ancora es coincidente con la existencia de las embarcaciones, si la navegación debía detenerse era necesario fijar la posición de la embarcación, evitando que fuese arrastrada por las corrientes de los ríos o las mareas marinas.

En los comienzos, una simple piedra de peso adecuado atada a una cuerda mantenía la embarcación en la posición elegida. Con el paso del tiempo se fueron ideando nuevos modos de aferrarse al fondos, así las piedras se recubrían de palos de madera atados a su alrededor haciendo que los extremos de los palos sirviesen de mordientes en los lechos arena o de efectivos ganchos en los rocosos. Una vez descubierta la forma de moldear los metales y debido al peso especifico de estos todas las anclas empezaron a incluir hierro en su diseño, en un principio a modo de abrazaderas para unir los trozos de madera, para posteriormente ser el único material empleado en su fabricación. 

A mayor peso de la embarcación mayor debía ser la capacidad del ancla para mantenerlo fijado, capacidad que se conseguía combinando el peso del ancla con su diseño, así el ancla pasó con el tiempo a tener la forma que todos conocemos y que con pocas variantes ha sido la utilizada hasta nuestros días.

Al mismo tiempo que las anclas eran cada vez más pesadas y tenían por su diseño mayor capacidad de aferrarse al fondo se fue haciendo necesario que la primitiva cuerda fuese a su vez cada vez más resistente, para ser poco a poco reemplazada por cadenas metálicas.

La maniobra de lanzar el ancla contaba con la ayuda de la fuerza de la gravedad y poco o ningún esfuerzo debía realizar la tripulación, no así cuando lo que se pretendía era izarla, operación que en un principio se efectuaba por medio de fuerza bruta para posteriormente combinar la fuerza humana con ingenios como los molinetes y cabestrantes, que incluso permitían con los aparejos necesarios efectuar maniobras de giro del ancla estando está sumergida , para poder liberarla con más facilidad del punto donde se encontrase trabada. Con la aparición de los motores el esfuerzo humano prácticamente se redujo a cero y permitió que anclas de más de 20 toneladas de peso como las que actualmente montan los grandes buques puedan ser manejadas con solo apretar algunos botones. 

Tipos de ancla más comunes :

Cadenas de hierro fundido y de soga :

Benito Sacaluga

ENERGIA NUCLEAR EN MOTORES MARINOS

La utilización de la fisión nuclear para producir la energía necesaria para el funcionamiento de los motores marinos de los buques de guerra se remonta al año 1955 con la botadura del submarino estadounidense Nautilus. Los submarinos propulsados por energía nuclear se desprendían así de su lenta velocidad, conseguían una autonomía magnifica y podían permanecer sumergidos durante semanas.

La eficacia de este tipo de energía consiguió que los  buques de guerra de nueva construcción fuesen dotados de uno o varios reactores nucleares como plantas productoras de energía, revolucionando literalmente las Armadas,sobre todo en lo que a los submarinos se refiere.

Como ejemplo de la excelencia de este sistema de energia cito al portaaviones norteamericano  Enterprise, botado en 1960, portador de ocho reactores nucleares y aún en activo.

En la imagen puede apreciarse la totalidad del sistema de propulsión de un submarino nuclear

nada que ver con los motores que equipaban a los submarinos a principios del siglo XX, puesto de manifiesto en la imagen inferior.

Uno de los dos motores diésel que montaba el submarino
Isaac Peral, de cuya tripulación formó parte Benito Sacaluga
en su viaje desde su botadura en EEUU a España.

Existen buques de guerra movidos por energía nuclear que proporcionando una potencia calorífica por reactor de hasta 190 MW térmicos,no necesitan repostar durante 30 años,aunque hay otros que no necesitan hacerlo durante toda su vida útil, dependiendo principalmente el repostaje del grado de enriquecimiento del uranio utilizado como combustible.

El proceso de obtención de este tipo de energía es relativamente sencillo. Se trata de provocar la división del núcleo de un átomo de materia, dividirlo en dos o más núcleos y una serie de subproductos (neutrones libres, rayos gamma,helio, electrones y positrones), estableciéndose una reacción en cadena. En el proceso de división del núcleo se liberan enormes cantidades de energía, tanto en forma radiactiva como cinética, siendo esta ultima la encargada de calentar la materia que se encuentra dentro del espacio donde se produce la reacción.El aprovechamiento de esta energía calorífica constituye la fuente de energía de los motores de propulsión y auxiliares.

Esquema básico de planta nuclear naval

Los reactores nucleares utilizados en marina son del tipo de agua presurizada, de alta densidad de potencia y volumen reducido. El combustible utilizado mas frecuentemente es  uranio enriquecido al 93% (U 235),presentado en una aleación de 85% de circonio.Los vasos o alojamientos donde se sitúa el reactor son extremadamente consistentes y están protegidos por un escudo interno de neutrones.

Este tipo de energía, desconozco los motivos, no tuvo aceptación en la marina mercante o civil, salvo buques principalmente soviéticos del tipo rompehielos, destinados al Ártico y consiguiendo por primera vez llegar al Polo Norte en un barco de superficie.  

Benito Sacaluga

TURBINAS DE GAS EN LA MARINA

No debemos entrar en confusión pensando que una turbina de gas se denomina así por utilizar un combustible gaseoso para su funcionamiento. En realidad su nombre se debe a que son gases, a su paso por los alabes de un rotor, los encargados de producir la energía necesaria para la movilidad del buque, independientemente de que el combustible utilizado para la producción de los gases sea liquido (keroxeno, fuel..), gaseoso (gas natural, metano,...) o incluso solido, (carbón) previa transformación de éste en gas a través de un gasificador.

La base de este tipo de turbinas se encuentra en la aplicación del Ciclo Brayton que no es sino un ciclo termodinámico en el cual un fluido gaseoso compresible es inicialmente comprimido para ser posteriormente calentado y finalmente sometido a expansión, ciclo que  en el caso de turbinas la admisión de fluido termodinámico es continua, ciclo continuo.  Básicamente se trata de convertir energía térmica en energía mecánica, siendo ésta última la encargada del funcionamiento de un generador eléctrico capaz de alimentar a los motores de propulsión. del buque.

Así pues y en resumen una turbina de gas simple está compuesta de tres secciones principales: un compresor, un quemador y una turbina de potencia. Las turbinas de gas operan en base al principio del ciclo Brayton, en donde aire comprimido es mezclado con combustible y quemado bajo condiciones de presión constante. Al gas caliente producido por la combustión se le permite expandIrse a través de la turbina y hacerla girar para llevar a cabo trabajo. Otra ventaja consiste en que parte del trabajo obtenido por el propio funcionamiento de la turbina se utiliza para el funcionamiento del compresor de gases, con el consiguiente ahorro e independencia de energía externa.

Una de las ventajas de este tipo de motores es su relativamente reducido tamaño, solidez , ausencia de vibraciones debido a su funcionamiento rotativo, diseño compacto, facilidad de instalación y su relación peso/potencia obtenida, características éstas que las convierten en uno de los sistemas de propulsión más utilizados en los buques de guerra.  

Existen modelos de ciclo combinado, llamados así porque utilizan el vapor de agua y la expansión del gas, accionando cada sistema un generador diferente. Además de esta variante existen múltiples opciones y combinaciones a partir de este tipo de turbinas.

Por otro lado,  aparte de su utilización en la marina son varias las aplicaciones que pueden darse a las turbinas de gas, por ejemplo en centrales de producción de energía eléctrica, aviación a reacción, etc... por citar las más conocidas.

Por desgracia mi Abuelo no pudo llegar a ver en funcionamiento este sistema de propulsión toda vez que ,según mis datos, la primera instalación de una turbina de gas en un buque de guerra data de 1948.







Benito Sacaluga

MOTORES DIESEL EN LA MARINA.

De los cuatro tipos diferentes de combustible utilizados modernamente y hasta la fecha por la maquinaria naval : carbón, fuel,gas y nuclear ya se ha tratado en paginas anteriores lo relativo al carbón, bien mediante su aplicación a motores de cilindros o en  turbinas. Cabe pues dedicar algunos capítulos, aunque solo sea de una maneras esquemática, al resto de combustibles, más que nada con el objeto de aportar argumentos sobre el trabajo y las funciones que los maquinistas de la armada desarrollaban y desarrollan en los buques.

El combustible utilizado por los motores diésel, que deben su nombre a su inventor Rudolf Diesel, se denomina comúnmente gasóleo, fuel , gas oil o simplemente diésel. Se trata de un combustible compuesto en su mayor parte por parafinas y  obtenido de la destilación del petroleo (petrodiesel)  o de aceites vegetales, en este último caso hablaríamos de biodiesel.

A diferencia de la gasolina no necesita una chispa para su encendido y posterior combustión, sino que esta se produce como consecuencia de un aumento de su presión y consiguiente aumento de calor.

Motor diésel.-

Se trata de un motor de combustión interna, podemos encontrarlos de 2 y 4 tiempos, siendo el modelo de 4 tiempos sobre el que vamos a tratar.

Todos sabemos que la misión principal del motor de un buque es hacer que las hélices giren, movimiento que se consigue haciendo girar el eje donde van alojadas como consecuencia del funcionamiento del motor .El eje va acoplado al eje principal del motor que a su vez es movido a partir del movimiento del cigüeñal el cual recibe su energía de los cilindros a los que va acoplado mediante las bielas.

Es en el interior de los cilindros donde se produce la combustión del diésel, iniciándose así el  proceso  biela -> cigüeñal -> eje -> hélice.

En el gráfico siguiente se esquematiza cada uno de los 4 tiempos o fases :

En el tiempo I el pistón inicia un recorrido hacia abajo y el aire penetra en el cilindro a través de la válvula de admisión.

En la fase II el pistón se mueve hacia arriba comprimiendo el aire.

En la fase III el combustible es inyectado en la cámara por medio del tubo de combustible, provocando la combustión con el resultado del empuje hacia abajo del pistón.

En la fase IV como consecuencia de un movimiento ascendente del pistón los gases de la combustión salen por la válvula de escape.

En cada fase y por medio de las bielas unidas a los pistones se provoca el movimiento del cigüeñal y a su vez éste hace girar el eje principal de salida, finalizando el proceso para volver a iniciarse gracias al movimiento del cigüeñal que siempre permanece afectado por la combustión en alguno de los cilindros de los que conste el motor.

La visualización del proceso pistón, biela cigüeñal, eje se aprecia con facilidad en la siguiente ilustración.

Para hacerse una idea de las dimensiones de este motor basta con fijar la atención el los elementos 4, 32 y 12 que no son sino pasarelas o plataformas para el acceso de los mecánicos a las diferentes partes del mismo.

Lógicamente todo el sistema integra una cantidad apreciable de componentes auxiliares e imprescindibles para el funcionamiento del motor ,. a modo de resumen :

• Circuito de refrigeración por agua
• Circuito de refrigeración por aceite
• Circuito de combustible
• Sistemas de engrase
• Sistemas de control de presiones y temperaturas
• Circuito de aspiración 
• Circuito de descarga de gases
• Bombas de aire, etc.............

sistema que de forma compacta se visualiza en la siguiente imagen, correspondiente a un motor de diez cilindros :

A partir de aquí, a todos los que no hemos tenido ocasión de presenciar el funcionamiento de una de estas máquinas, solo nos queda la imaginación. La enorme potencia de uno de estos motores, capaces de impulsar un navío de guerra de grandes dimensiones o un carguero de gran tonelaje no debe sino asombrarnos, el hecho de que su funcionamiento sea óptimo y adecuado dependa de los maquinistas navales es motivo suficiente de  admiración y reconocimiento a una profesión tan poco conocida en la práctica totalidad de los países e históricamente denostada en el seno de la Armada Española.

Benito Sacaluga

Dibujos : Tre Tryckare,E.Cagner.Göteborg,Suecia