Diseño de remolcadores

Diagrama esquemático de un remolcador
Diagrama esquemático de un remolcador

Los remolcadores son bastante fuertes para su tamaño. Los primeros remolcadores tenían motores de vapor; hoy en día se utilizan motores diesel. Los motores de remolcadores suelen producir de 750 a 3000 caballos de fuerza (500 a 2000 kW), pero los barcos más grandes (utilizados en aguas profundas) pueden tener clasificaciones de potencia de hasta 25 000 hp (20 000 kW) y generalmente tienen una relación de potencia:tonelaje extrema (los buques de carga y pasajeros normales tienen una relación P:T, kW:TRB, de 0,35-1.20, mientras que los remolcadores grandes suelen ser de 2,20 a 4,50 y los remolcadores pequeños de puerto de 4,0 a 9,5). Los motores son a menudo los mismos que los utilizados en los motores ferroviarios, pero normalmente impulsan la hélice mecánicamente en lugar de convertir la potencia del motor en motores eléctricos, como es común en los motores ferroviarios. Por seguridad, los motores de los remolcadores cuentan con dos de cada parte crítica para redundancia.

Los remolcadores son altamente maniobrables y se han desarrollado varios sistemas de propulsión para aumentar la maniobrabilidad y la seguridad. Los primeros remolcadores estaban equipados con ruedas de paletas, pero pronto fueron reemplazados por remolcadores impulsados por hélices. Se han añadido boquillas Kort para aumentar el empuje por kW / hp. Esto fue seguido por el timón de boquilla que omitió la necesidad de un timón convencional. La hélice cicloidal se desarrolló antes de la Segunda Guerra Mundial, pero solo se usó ocasionalmente en remolcadores debido a su maniobrabilidad. Después de la Segunda Guerra Mundial también se vinculó a la seguridad debido al desarrollo del Tractor Acuático Voith, una configuración de remolcador que no podía ser arrastrado por su remolque. A finales de la década de 1950 se desarrolló el Z-drive or (propulsor azimutal). Aunque a veces se conoce como el sistema Schottel, existen muchas marcas: Schottel, Z-Peller, Duckpeller, Thrustmaster, Ulstein, Wärtsilä, etc. El sistema de propulsión se utiliza en remolcadores diseñados para tareas como el atraque de barcos y la construcción marina. Las configuraciones convencionales de hélice / timón son más eficientes para el remolque de puerto a puerto.

La potencia de un remolcador se indica típicamente por los caballos de fuerza de su motor y su tirón de Bolardo general.

La boquilla Kort es una robusta estructura cilíndrica alrededor de una hélice especial que tiene un espacio mínimo entre las palas de la hélice y la pared interior de la boquilla Kort. La relación empuje / potencia se mejora porque el agua se acerca a la hélice en una configuración lineal y sale de la boquilla de la misma manera. La boquilla Kort lleva el nombre de su inventor, pero existen muchas marcas.

Se ha inventado un nuevo tipo de remolcador en los Países Bajos. El llamado remolcador carrusel consiste en un diseño en el que la flexibilidad y efectividad de las maniobras del remolcador no está determinada por el sistema de propulsión, sino por una construcción de acero en cubierta, que consta de dos anillos de acero. El anillo interior está fijado al barco, y el segundo anillo gira libremente y lleva un gancho o cabrestante. Por lo tanto, el buque puede maniobrar libremente e independientemente del buque remolcado, y dado que el punto de remolque gira hacia el punto más cercano al buque remolcado, el remolcador puede zozobrar solo con dificultad. Actualmente existe un prototipo, pero se espera que los primeros remolcadores nuevos zarpen en la primavera de 2007.

Tipos de remolcadores

Los remolcadores interiores vienen en dos categorías:

Los remolcadores de puerto son los más típicos de los remolcadores que la gente reconoce. Se utilizan en todo el mundo para mover barcos dentro y fuera del amarre y para mover barcazas industriales alrededor de complejos comerciales frente al mar. Su trabajo se ha mantenido igual, pero su diseño e ingeniería ha cambiado mucho a lo largo de las décadas. Los remolcadores de puerto han evolucionado de los remolcadores de paletas, al remolcador convencional conocido por todos, y ahora a los módulos de atraque de barcos y remolcadores de tractores en la industria moderna.

Los remolcadores fluviales también se conocen como remolcadores o lanchas. Están diseñados como grandes embarcaciones cuadradas con arcos planos para conectarse con la popa rectangular de las barcazas. Son grandes y poderosos, más comúnmente vistos en los grandes ríos del mundo. Son capaces de empujar enormes flotas de barcazas que se atan juntas en «remolques». Algunos remolques pueden tener hasta 1000 pies de largo y 200 pies de ancho. A menudo se ven barcos de empuje más pequeños manejando solo unas pocas barcazas en aguas continentales. A pesar de su tamaño, están diseñados para empujar su remolque en lugar de remolcarlo desde la popa.

Los remolcadores oceánicos vienen en cuatro categorías:

El remolcador convencional es el remolcador marítimo estándar con un modelo de proa que remolca su carga útil en un hawser. Un hawser es el término náutico para un cable de acero largo o una cuerda grande de fibra sintética. Funciona de forma independiente y se utiliza para remolcar varias cargas, por ejemplo, barcazas de carga, barcos, plataformas petrolíferas, etc. Este es el método de remolque más versátil, ya que el remolcador convencional puede mover su carga de tres maneras: Empujando desde atrás, asegurado al costado del buque remolcado, o remolcando a popa, todo ello mediante el uso de varias líneas y cables en varias configuraciones. Es importante reconocer que son el diseño elegido para el salvamento y la asistencia de buques naufragados y para el rescate y el regreso seguro de buques discapacitados de alta mar.

El remolcador de muesca es un remolcador convencional que se asigna a remolcar y empujar una barcaza específica, generalmente construida con la forma y las especificaciones de ese remolcador. Un remolcador de muesca tiene un cabrestante de remolque grande en su popa, pero recibe su nombre de la muesca profunda incorporada en la popa de la barcaza. Esta muesca está construida en la forma exacta del casco delantero del remolcador y puede ser bastante profunda, hasta 90 pies, a veces más. El remolcador encaja perfectamente en la muesca de la barcaza y, con el uso de varias líneas, se puede asegurar con la firmeza suficiente para empujar la barcaza a velocidades mucho más altas de lo que lo haría si remolcara. El remolcador permanece amarrado durante el empuje. En el caso de que los mares demasiado áspero para empujar de forma segura, el remolcador simplemente libera de cualquier fijación de líneas y se retira de la muesca mientras extiende su remolque de la guindaleza. Una vez en aguas más tranquilas, el remolcador puede maniobrar de nuevo en la muesca y continuar empujando.

El remolcador y barcaza articulados, o ATB, es un buque diseñado especialmente, compuesto por un remolcador y una barcaza acoplados mediante maquinaria diseñada especialmente. El remolcador está conectado a la barcaza dentro de una muesca, similar a la embarcación de muesca, utilizando un sistema de pasadores pesados, abrazaderas y/o almohadillas laterales. Los ATB permanecen acoplados todo el tiempo; el remolcador empuja su barcaza en todos los mares menos en los más agitados.
Las ventajas de este sistema son velocidad, seguridad y rentabilidad. Como unidad, el ATB puede empujar mucho más rápido de lo que un remolcador puede remolcar desde atrás y el uso de un sistema de acoplamiento elimina muchos de los peligros asociados con los cabrestantes y cables de remolque. Las autoridades consideran que la unidad está acoplada de manera» semirrígida » y, por lo tanto, regulada por las leyes que rigen los remolcadores y las barcazas, en lugar de los buques. Esto hace que el ATB sea un buque menos costoso de operar. Para ser considerados articulados, los dos recipientes pueden rodar simultáneamente, pero deben inclinarse de forma independiente. Hay tres sistemas populares para lograr esto, cada uno con un método para bloquear el remolcador en la barcaza y asegurar su movimiento de lado a lado, al tiempo que permite que el remolcador se lance libremente.
Nota: Si bien los ATB pueden considerarse integrados, la designación de ITB no se usa ampliamente hoy en día, debido a los cambios en el diseño y la práctica de la industria.

El «Sistema Bludworth» utiliza una gran abrazadera hidráulica en la proa del remolcador que se ajusta a una gran barra de acero en el extremo más profundo de la muesca de la barcaza. La abrazadera utiliza una presión hidráulica masiva para apretar dos discos metálicos a cada lado de la barra, como una pinza de freno de disco en un automóvil. El remolcador también está equipado con dos juegos de almohadillas grandes a cada lado cerca de la popa. Un lado de estas almohadillas también está equipado con prensas hidráulicas y se extiende hacia afuera para asegurar el remolcador de un lado a otro. Las almohadillas de teflón grandes están firmemente en contacto con cada lado de la muesca, por lo que se lubrican con frecuencia para reducir la fricción durante el movimiento en marcha. La abrazadera sujeta firmemente la barra evitando que el remolcador flote hacia arriba y hacia abajo o hacia adelante y hacia atrás en la muesca. Las almohadillas laterales presionan hacia fuera con la misma presión, sosteniendo el tirón uniformemente en la muesca, asegurándolo de cambiar de lado a lado. Se permite que el tirón se incline dentro de la muesca, ya que las almohadillas se deslizan hacia arriba y hacia abajo, mientras que los botones de las abrazaderas giran dentro de la carcasa de la abrazadera como ejes.

El «Sistema Intercontinental (Intercon)» utiliza dos pasadores en el remolcador que pueden caber en ranuras especialmente diseñadas construidas verticalmente en las paredes de la muesca en la barcaza. Las ranuras están construidas con una fila de «dientes» en zig-zag en cada borde, hacia adelante y hacia atrás. Dos alfileres a cada lado del arco del remolcador están equipados con los mismos dientes en forma en su parte delantera y trasera que, cuando se extienden en las ranuras, se acoplarán con los de las ranuras. Los pasadores luego presionan firmemente usando una gran presión mecánica. Los dientes de malla evitan que el remolcador flote hacia arriba y hacia abajo o hacia delante y hacia atrás en la muesca, y los pasadores sostienen el remolcador uniformemente entre ambos lados de la muesca, asegurándolo de cambiar de lado a lado. Se permite que el remolcador se incline dentro de la muesca, ya que pivota en los ejes gigantes de los pasadores como en los ejes.

Ahora se está utilizando el sistema JAK. Es similar en funcionamiento al sistema Intercon, pero utiliza diferentes medios de acoplamiento. En lugar de un surco vertical con dientes, utiliza una fila vertical de orificios espaciados uniformemente a lo largo de cada lado de la muesca. A bordo del remolcador, se montan pasadores redondos y sólidos sin dientes en los lados de la proa. El tirón se introduce en la muesca y extiende los pasadores, que encajan en los enchufes. Se utiliza una gran presión neumática para presionarlos firmemente en su lugar, manteniendo el tirón en la muesca. Los pasadores no se pueden mover en los enchufes ajustados y evitan que el remolcador flote hacia arriba y hacia abajo o hacia delante y hacia atrás en la muesca. Los pasadores sujetan el tirón uniformemente entre ambos lados de la muesca, asegurándolo de un lado a otro. Se permite que el remolcador se incline dentro de la muesca, ya que pivota en los pasadores como en los ejes.
Puede haber otros sistemas de acoplamiento ATB en uso, pero estos tres son los más utilizados.

El remolcador y barcaza integrados, o ITB, es un remolcador y barcaza rígidamente conectados. Esto significa que se ajusta tan firmemente a la popa de su barcaza que rodará y se lanzará de la misma manera que la barcaza. Los sistemas utilizados para acoplar los dos buques son variados, pero son similares en que el punto de conexión es prácticamente sin fisuras y, para todos los fines prácticos, parecen ser un barco. Estas unidades permanecen acopladas bajo cualquier condición de mar y los remolcadores generalmente tienen un diseño pobre para el mantenimiento y la navegación en el mar sin sus barcazas conectadas. Los buques de esta categoría no pueden navegar independientemente de la barcaza y, por lo tanto, se consideran legalmente buques en lugar de remolcadores y barcazas. Como resultado de esta clasificación, están regulados por las autoridades como buques.

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