Universidad Tecnológica Nacional

Facultad Regional Buenos Aires

Introducción a la Ingeniería Naval

Presentada por:

Cherubino, Nicolás

Garbalena, Juan Ignacio

Munné, Denise

Título:

Remolcadores

Profesora: Ing. Figueroa, Nancy

Profesor TP´S: Ing. Massi, Enrique

Julio de 2010

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Remolcadores

Tabla de Contenidos

Tabla de Contenidos.................................................................................................................... 2

Capítulo I...................................................................................................................................... 3Introducción............................................................................................................................. 3

Capítulo II..................................................................................................................................... 4Remolcadores, definición........................................................................................................4Tipos de Remolcadores...........................................................................................................5Caracteristicas de los remolcadores........................................................................................6Los Remolcadores según su sistema de propulsión...............................................................7Sistema de gobierno..............................................................................................................11

Capítulo III.................................................................................................................................. 13Conclusiones......................................................................................................................... 13

Referencias Bibliográficas..........................................................................................................14

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Capítulo I

Introducción

Se habla de Remolcadores a embarcaciones pequeñas utilizadas para el rescate y ofrecer ayuda a buques y a otros elementos flotantes.

Se basó la investigación en los sistemas de propulsión utilizados por los remolcadores, los diferentes tipos de propulsión y en su sistema de gobierno. Concluyendo cual es el más conveniente usar según la actividad que realizará el mismo.

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Capítulo II

Remolcadores

Un remolcador es una embarcación pequeña utilizada para auxiliar a la maniobra y a la navegación de los buques y otros elementos flotantes, que se utilizan para las siguientes funciones:

principalmente al halar o empujar a dichos barcos en muelles, tanto en ríos mares o canales.

En los mulles su objetivo es guiar cuidadosamente a la embarcación a su destino de anclaje.

Asistir al buque en las maniobras de atraque, desatraque. Ayudar al buque en el reviro en un área reducida. Dar el apoyo necesario para contrarrestar la acción del viento, el oleaje,

o de las corrientes en situaciones en que la eficiencia del motor propulsor y el timón sean bajas.

Remolcar, empujar o auxiliar a un buque que se ha quedado sin propulsión o gobierno.

Transportar barcazas, gabarras de un lugar a otro.

Fig. 1.1-Remolcadores a escala.

Estos mismos son muy fuertes respecto a su tamaño alcanzando potencias de los 750 a los 3000 CV y los más grandes hasta 25000 CV.

Tipos de remolcadores

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Se diferencian según su operación y a la misión a realizar por el remolcador:

Se pueden dividir en:

Remolcador de puerto: es el que se utiliza en el trafico interior de puerto, su potencia puede variar entre los 400 y los 3000 CV., con una eslora de 20 a 30 metros y un calado de 3 a 4,5 metros y una velocidad de varia entre los 5 y 13 nudos. Con una tracción a punto fijo que varia entre 6 a 30 T. (Ver Fig. 1.2)

Remolcadores de puerto y altura: sus operaciones pueden dividirse en servicio de puerto, auxiliares de grandes buques, remolques costeros de altura, etc. Su eslora esta comprendida entre los 25 y 40 metros y su potencia puede variar desde los 1500 y 5000 CV. Con una tracción a punto fijo de 20 a 55 T.

Remolcadores de altura y salvamento: es el que por su tamaño y potencia permite efectuar remolques oceánicos y prestar asistencia a los buques de alta mar. Su eslora varía entre 40 a 80 metros con una potencia que va de los 4000 a 20000 CV., con una tracción de punto fijo de 55 a 180 T.

Remolcador de río: se diseñan como recipiente ajustados-apagado grande con el plano arcos para conectar con el rectangular popa de las lanchas a remolque. Son grandes y de gran alcance vistos en los ríos mas grandes del mundo. Son capaces de empujar las flotas enormes balsas que pueden tener hasta 300 metros de eslora y 62 metros de manga.

La mayoría de los remolcadores cuentan hoy en día con equipos de lucha contra contaminación y contra incendios de agua y agua-espuma.

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Fig. 1.2-remolcador de puerto.

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Fig. 1.3 Remolcador de altura.

Fig. 1.4- Remolcadores de Río.

Características de los Remolcadores

Maniobrabilidad: esta depende de la forma del casco, para lo cual suele estar especialmente construido de forma hidrocònica a popa, de fondo plano a fin de que las corrientes de aspiración llegue a las hélices sin turbulencias. Otro factor es la posición del gancho o chigre de remolque, que deberá estar muy cerca del centro de resistencia lateral o algo hacia popa.

Estabilidad: la curva de estabilidad estática para un remolcador debe ser positiva hasta los 60-70º con una altura metacéntrica de 60 cm. Por lo que será necesario que las puertas sean estancas ante la posibilidad de alcanzar grandes escoras al realizar el remolque en dirección del través. Los métodos por lo que se puede mejor la estabilidad se basa en el incremento de la manga, en la reducción de la resistencia transversal del casco, en la reducción de la altura del gancho o punto de tiro y de la

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altura del punto de empuje y en la utilización de líneas de amarre o cabos de remolque con buenas característica de absorción de cargas de impacto.

Potencia: para las operaciones de transporte la potencia del remolcador deberá ser como mínimo la necesaria para remolcar o empujar un remolque de un determinado desplazamiento a una cierta velocidad que le permita gobernar en las peores condiciones meteorológicas durante el transporte. Esta potencia dependerá del rendimiento del motor propulsor, de la línea de eje, de la hélice y del rendimiento del casco del remolcador y del remolcado.

Tracción a punto fijo: es la cantidad de fuerza horizontal que puede aplicar el remolcador trabajando avante en el supuesto de velocidad nula de desplazamiento, coincidirá por tanto con la tracción que el remolcador producirá. Esta dependerá del área de giro de la hélice, su paso, la potencia al freno y la potencia en el eje, además del desplazamiento, forma de casco y tipo de propulsor.

Forma del casco: una de las características de estos buques es su puntal relativamente reducido, no tiene cubierta castillo e intentan mantener la altura el puente lo menos elevada posible con respecto a la cubierta. Los vértices de popa del casco suelen estar redondeados, con un gran radio, posibilitando el giro contra el casco de un buque.

Modalidad de remolque: se dividen según el tipo de tiron utilizado. El remolque de tiro directo es aquel en el que el tiro efectivo sobre el buque remolcado recae directamente en la potencia desarrollada por el motor del remolcador. Por otra parte el remolque por tiro indirecto aprovecha la potencia suministrada por el remolcador junto con la fuerza y la hidrodinámica del agua sobre el casco, regulando la potencia resultante con el ángulo de la fuerza de tiro del remolque. La diferencia entre ambos está en el aprovechamiento de las fuerzas hidrodinámicas.

Los remolcadores según su sistema de propulsión

El sistema de propulsión de los remolcadores es por motores diesel, que accionan hélices convencionales o especiales, estás pueden ser:

Hélices convencionales: Las hélices de paso fijo mantienen su configuración invariable mientras que la de paso variable se pueden hacer girar cada una de

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las palas sobre su propio eje, dando el paso requerido en un sentido o en otro e incluso dejando anulado girando las palas como en disco. Las hélices de paso variable son mas eficaces, por que el ajuste de las palas permite desarrollar la máxima potencia a cualquier velocidad, sin embargo estas proporcionan un menor empuje para navegación marcha atrás.

La incorporación de toberas a estos sistemas mejora significativamente la eficacia del propulsor, equivalente a un incremente del diámetro efectivo de la hélice. El efecto que produce es que al alcanzar el paso de agua se consigue un <aumento de la velocidad en la sección mínima donde esta la hélice, velocidad que disminuye al sobrepasar esta sección, aumentando en un 25% al 40% la presión y el empuje.

Hélices especiales: son sistemas en que las hélices hacen la función de propulsión y gobierno. Los sistemas mas desarrollado son el tipo Schottel y el Voith-Schneider.

Sistema Schottel: Este consiste en una hélice suspendida de un eje vertical en “Z” o ángulo recto. Fijo al eje hay una tobera dentro de la cual gira la hélice y todo en conjunto puede girar 360º. Este sistema da una gran maniobrabilidad al remolcador que puede desplazarse en todo los sentidos.(ver figura 101)

Imagen 101

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Sistema Voith-Schneider: Consiste en un rotor que gira sobre un eje vertical fijo al casco, provisto de cuatro palas que pivotan sobre ejes verticales accionadas por un mecanismo llamado control de gobierno, que fija el ángulo de ataque de las palas en las diferentes posiciones de maniobra , determinando la posición del centro de gobierno. Cuando el centro de gobierno se separa del centro geométrico del rotor, las palas ejercen un movimiento alrededor de su eje produciendo un chorro de agua que crea una reacción en contrario.

Este sistema produce un menor empuje para navegación avante que una hélice de paso fijo, sin embargo esta perdida de eficacia esta compensada por la alta maniobrabilidad, que es muy necesaria para operaciones en aguas restringidas.(ver figura 102)

Imagen 102

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Los remolcadores también se pueden clasificar según el número y posición de las hélices:

Remolcador de una hélice: Es el convencional que tiene una sola hélice a popa, pudiendo llevarla dentro de una tobera para aumentar la fuerza de tracción, pudiendo ser hélices de paso fijo o controlables (ver figura 103). Poseen las siguientes características:

Es adecuado como remolcador de proa, maniobrable a todas las velocidades.

Es inadecuado como remolcador de popa porque no tienen maniobrabilidad.

No tiene maniobrabilidad en marcha atrás.

Imagen 103

Remolcador de dos hélices: Es el remolcador de hélices gemelas instaladas a popa accionadas por ejes horizontales, cuyas palas pueden ser de paso fijo o controlable, instaladas dentro de toberas o sin ellas. Para aumentar la maniobrabilidad se pueden instalar dos timones-tobera.

Remolcador tipo tractor: Es el remolcador que lleva el elemento propulsor en la parte de proa, del Schottel o Voith-Schneider (ver imagen 104). Debido a su especial maniobrabilidad, lleva de remolque a popa, lo cual evita que el remolcador pueda zozobrar al tirar de través. Sus características son:

Es adecuado como remolcador de proa y de popa. Es adecuado para operaciones de empuje y tiro. Tiene gran maniobrabilidad, incluso en desplazamiento lateral. Tiene gran fuerza de tracción en todas las direcciones.

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Imagen 104

Remolcador tipo Z-peller: Es un remolcador de propulsión a popa con hélices gemelas tipo Schottel con 360º de giro que debido a su gran maniobrabilidad y tiro puede actuar como remolcar tipo tractor o para empuje y tipo. La instalación de dos chigres de remolque, uno a proa y uno a popa, cerca de la bita de remolque principal, le aumenta su capacidad de acción en cualquier dirección. Sus características son:

Es adecuado para remolcar de proa utilizando el chigre en la bita principal como remolcador convencional.

Es adecuado como remolcador de popa enganchando el remolque por el chigre delantero, operando como remolcador tipo tractor.

Tiene elevada velocidad en marcha libre avante y atrás. Tiene gran maniobrabilidad tanto con remolque como sin él. Es adecuado para operaciones de tiro y empuje.

Sistemas de gobierno

La mayoría de los remolcadores están dotados de timones compensados y semicompensados, es decir con el borde de ataque prolongado hacia proa de la mecha del timón, con objeto de utilizar el flujo de forma más eficaz y hacer que el servo motor funcione con menos carga. La mayoría de los timones están sobredimensionados en relación por los buques convencionales para favorecer la maniobrabilidad, lo que en general obliga a desarrollar codastes con talón para soportar el timón y en su caso la hélice.

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Towmaster: Este sistema de gobierno sitúa varios timones detrás de cada tobera, que puede llagar a girar 60º en cada banda. Esta cualidad permite una excelente maniobrabilidad en marcha avante; precisando como contrapartida un mayor calado a popa.

Timón Kort: Este sistema consiste una tobera en cuyo interior se encuentra la hélice propulsora. La tobera esta acoplada a la mecha del timón. La ventaja de este sistema es una mejora del rendimiento en marcha avante y una mayor maniobrabilidad marcha atrás. Como desventaja es que la respuesta del timón es más lenta.

Timones laterales: Estos timones auxiliares se instalan a proa a cada banda de la hélice propulsora, proporcionando una mayor gobernabilidad en las maniobras marcha atrás. Estos timones operan por controles separados y se mantienen a la vía en marcha avante.

Dos hélices y un solo timón: Este sistema de gobierno no es muy eficaz en maniobras dado que el flujo de las hélices no incide directamente sobre el timón a estar centrado entre ellas; sin embargo el sistema es eficaz en las operaciones de remolque con gancho.

Doble timón y una hélice: Este tipo se utiliza en remolcadores con hélice de paso variable con objeto de mejorar las desfavorables características del gobierno que presentan estos remolcadores cuando se disponen un solo timón de tras de ella y la hélice esta en paso cero.

Propulsor-gobierno: en este caso la hélice hace la función de propulsión y gobierno, con lo que por lo tanto sustituye el timón, este corresponde al Schottel y al Voith-Schneider.

Capítulo III

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Conclusiones

Como conclusiones de esta investigación se pudo observar que las hélices especiales son superiores que las hélices convencionales, porque realizan la función de propulsión y gobierno, cuando las convenciones no lo realizan.

Se observó las características que tiene un remolcador, siendo sus funciones y su estructura diferentes, y en algunos casos superiores, que las de un buque convencional.

También se observó que hay distintos tipos de remolcadores según su operación y la misión a realizar. La diferencia que hay entre ellos es la medida que tiene de eslora, potencia y la diferencia de tracción a punto fijo.

Una de las causas que diferencian a un remolcador de otro es la posición de hélices y el número de las mismas, variando el tipo de maniobrabilidad que obtenga.

Los sistemas de gobierno es una de las características importantes del remolcador porque usan timones compensados y semicompensados habiendo distintos tipos de los mismos.

Referencias Bibliográficas

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Vicent Esteban Chapapria., Obras marítimas. Capitulo 9.2 (Pág. 163), Editorial: Universidad Politécnica de Valencia.

Enciclopedia de la Técnica y de la Mecánica. (1970), Edición Nauta Nº 87, Volumen VI., Pág. 277, 278.

Enciclopedia de la Técnica y de la Mecánica. (1970), Edición Nauta., Volumen II.

http://es.wikipedia.org/wiki/Remolcador.

http://es.wikipedia.org/wiki/Remolcador_de_empuje.

Aspectos de la seguridad marítima en buques remolcadores., Dr. Jaime Rodrigo de Larrucea. Prof. de derecho marítimo (U.C.P.)

El Schottel Rudder propeller Propulsores Azimutales Schottel, http://www.schottel.de/pdf_data/esp_SRP.pdf.

http://www.puertos.es/export/download/ROM_PDFs/ROM3199PARTE_5.pdf.

Remolcador de Altura, Categoría: Tipos de Barcos., http://es.wikipedia.org/wiki/Remolcador_de_altura.

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