Maniobra en operación combinada sostenible

La tecnología de rueda libre de RINGSPANN simplifica la implantación de sistemas híbridos de propulsión naval

Bad Homburg, abril de 2024. - En la actualidad, lo que impulsa el desarrollo de sistemas de propulsión híbridos en la construcción naval y de yates es sobre todo la demanda de emisiones de óxido de nitrógeno considerablemente más bajas y una mayor eficiencia energética. Por ello, los diseñadores de muchos integradores de sistemas, armadores y astilleros persiguen el objetivo de crear sistemas de propulsión híbridos en serie o en paralelo a partir de la combinación de generadores diésel o de metanol y motores eléctricos. A ello se une también la idea de que los propulsores estén protegidos, funcionen siempre con un rendimiento óptimo y puedan diseñarse desde el principio más pequeños y ligeros. Uno de los componentes que desempeña un papel cinemático clave en este proceso es la rueda libre. Al fin y al cabo, es lo que permite una interacción fiable, precisa y, en última instancia, fácil de implementar en términos de diseño entre las distintas unidades de potencia del sistema híbrido. Un análisis más detallado muestra incluso que el uso de la tecnología de rueda libre adecuada en la cadena cinemática de motores diésel y eléctricos permite implementar hasta tres modos de funcionamiento diferentes: en el primer caso, el motor diésel es el sistema de propulsión principal, pero hace girar un motor eléctrico en modo generador a través de una rueda libre según sea necesario para cargar los sistemas de almacenamiento de energía eléctrica del barco y alimentar el sistema eléctrico de a bordo. Esto ofrece grandes ventajas para las largas distancias y la navegación constante en aguas abiertas. En el segundo caso, el motor eléctrico apoya al motor diésel mediante la rueda libre, en función de la velocidad, para conseguir más potencia. Y en el tercer caso, la rueda libre separa el motor diésel de la transmisión, y sólo funciona el motor eléctrico. Esto resulta especialmente útil cuando se maniobra en puertos, ya que aquí se aplican estrictas normas medioambientales y el motor diésel también resulta menos eficiente que cuando se navega constantemente en mar abierto.

La tecnología de rueda libre garantiza eficiencia y flexibilidad

Los sistemas híbridos flexibles, en los que las ruedas libres admiten los tres modos de funcionamiento, se utilizan, por ejemplo, en portacontenedores, buques de pasajeros y transbordadores de automóviles. Pero los veleros y catamaranes modernos también están equipados desde hace tiempo con sistemas de propulsión híbridos, en los que las ruedas libres permiten un funcionamiento flexible y energéticamente eficiente. "Aquí, por ejemplo, se coloca una rueda libre entre el motor diésel y el tren de propulsión, de modo que un motor eléctrico puede funcionar como generador mientras se navega a través de la hélice del barco. De este modo puede cargarse el sistema eléctrico de a bordo, sin necesidad de arrastrar el motor diésel o incluso sin dañarlo", explica Marco Sommer, diseñador de ruedas libres de RINGSPANN.

RINGSPANN es el líder mundial del mercado en el campo de la tecnología de rueda libre y equipa a muchos astilleros y constructores de barcos de renombre con diversos tipos de rueda libre de su amplia gama. En la actualidad, son sobre todo las ruedas libres completas de las series FB y FBE, así como las series SF y SFB, las preferidas por los diseñadores de tecnología naval. "A petición especial, ya hemos implementado numerosas soluciones especiales para sistemas híbridos de propulsión de barcos, por ejemplo, sobre la base de las acreditadas ruedas libres básicas de nuestra serie FBO", informa Marco Sommer.

Listas para instalar y con una vida útil optimizada

Las ruedas libres completas de la serie FB son ruedas libres con elementos de bloqueo de forma listas para el montaje para pares nominales de hasta 160.000 Nm, que pueden utilizarse para funciones de avance y adelantamiento, así como antirretrocesos. Funcionan sobre rodamientos de bolas, están obturadas y RINGSPANN las suministra llenas de aceite y listas para el montaje. Dado que se suministran de fábrica con numerosos diámetros interiores de hasta 300 mm, están rápidamente disponibles para numerosas aplicaciones. Además de las versiones estándar, la serie FB ofrece otros tres tipos para aplicaciones en las que se requiere una vida útil especialmente larga. "Maximizamos la vida útil utilizando recubrimientos especiales de los elementos de bloqueo o varios tipos de despegue de los mismos, que reducen significativamente el desgaste de los elementos de bloqueo", explica Marco Sommer. En la variante FBE, las ruedas libres completas también disponen de un embrague, de modo que pueden instalarse en el tren motriz del sistema híbrido sin esfuerzo de montaje adicional.

Las ruedas libres con jaula de las series SF y SFB también son ruedas libres con elementos de bloqueo de forma, pero no disponen de rodamientos propios y se montan preferentemente entre los aros interior y exterior del cliente. Son adecuadas para pares nominales de hasta 93.000 Nm y están disponibles en una versión estándar y dos variantes para aplicaciones con mayores requisitos de duración de vida. RINGSPANN los suministra principalmente para casos en los que la función de un embrague por adelantamiento o antirretroceso debe integrarse directamente en una caja de cambios. "Esto ocurre siempre en el diseño de sistemas híbridos de propulsión de barcos, cuando el acoplamiento del motor de combustión y el motor eléctrico se resuelve a través de una caja de cambios; los accionamientos se disponen, por tanto, en paralelo y no en serie. Gracias a la instalación en la caja de cambios, la rueda libre también está mejor protegida de las influencias ambientales", informa Marco Sommer.

Con la alta calidad de sus ruedas libres, la gran disponibilidad de ruedas libres completas optimizadas para la vida útil y listas para el montaje - con o sin embrague - y, en última instancia, también con la posibilidad de implementar soluciones especiales, RINGSPANN ofrece a los fabricantes de sistemas de accionamiento híbridos para la construcción naval y de barcos un considerable valor añadido. Al mismo tiempo, proporciona a los diseñadores la libertad que necesitan para desarrollar conceptos innovadores y sostenibles de tecnología de propulsión para su uso en la navegación comercial, profesional, deportiva y naval. ms