Tipos de Remolcadores Voith Water Tractor y sus aplicaciones

Remolcadores Voith

Propulsión Voith Schneider: Hace algo más de 80 años, este sistema de propulsión para buques, único de su tipo en el mundo, fue desarrollado por Voith a partir de una idea del ingeniero austriaco Ernst Schneider. Permite desarrollar empuje de cualquier magnitud en cualquier dirección con rapidez y precisión de forma continuamente variable, combinando la propulsión y maniobra en una sola unidad.

Ship Safery

Esta solución es tan convincente como sencilla: en el Voith Schneider Propeller, un rotor montado a ras con el fondo del casco del barco, equipado con una serie de palas axialmente paralelas, gira alrededor de un eje vertical.

Voith Schneider Propeller

Cada una de las palas del propulsor realiza un movimiento oscilatorio sobre su propio eje que superpuesto al movimiento de rotación uniforme del rotor produce el empuje en la dirección y magnitud deseada.

Palas propulsor

Como resultado, la misma cantidad de empuje puede ser generada en cualquier dirección, haciendo de este, el propulsor ideal de paso variable. Las dos variables, magnitud y dirección de empuje, están controlados por una transmisión mecánica cinemática.

Desde la puesta en servicio del primer buque con propulsión Voith, el Torqueo I, en 1927, más de 900 remolcadores Voith Water Tractor (VWT) están prestando servicio en puertos de todo el mundo, destacando en aquellos en los cuales existe un gran trafico de buques requiriendo un alto nivel de operatividad. En Europa, muchos puertos ven en el sistema propulsor Voith una garantía de seguridad y eficiencia para todo tipo de maniobras en sus distintos niveles de dificultad.

En  España  podemos  destacar  alguno  de  los  puertos  más  importantes  en  los  que operan, Valencia, Algeciras, Tarragona, Bilbao….

A lo largo de todos estos años Voith ha ganado una amplia experiencia gracias a una estrecha colaboración con clientes, universidades, canales de experiencias, centros de investigación y desarrollo así como con el departamento de Research & Development de Voith. Esta experiencia le ha valido para realizar una mejora continua de la eficiencia del propulsor, colaborar con clientes en conseguir la solución optima para sus operaciones, estudios de maniobrabilidad y requerimientos de remolque,…

Asimismo toda esta experiencia nos ha valido para realizar una clasificación de los remolcadores en función de su tipo de operación, remolque portuario, de altura, de escolta, etc. juntamente con las necesidades, condiciones y particularidades de cada puerto. Clasificación interna no sujeta a ningún tipo de normativa ó estándar y que nos permite sugerir a clientes, autoridades, operadores,… cual es el tipo de remolcador que mejor se ajusta a sus necesidades en función del tipo de operación, condiciones del puerto, horas de trabajo,…

Voith Water Tractor

Características Generales de un remolcador tipo Voith Water Tractor.

El remolcador VWT se caracteriza principalmente por la posición de los propulsores en el 1/3 de proa (1) dotando al buque de una excelente maniobrabilidad y estabilidad de rumbo gracias asimismo al quillote (3) situado a popa del mismo. Este quillote puede montar, opcionalmente, el Voith Turbo Fin (6), un cilindro situado a popa del mismo que mejora sustancialmente la operación cuando el remolcador trabaja en modo indirecto.

Un cilindro situado a popa

Los propulsores cuentan con una placa protectora (2) que tiene diversas funciones: actúa como tobera aumentando la capacidad de tiro a punto fijo del buque, protege a los propulsores contra una posible varada y sirve asimismo de apoyo durante la estancia del buque en dique seco.

La geometría del puente (5) junto con la superestructura del VWT la están diseñados para minimizar la posibilidad de un contacto con el buque asistido proporcionando al mismo tiempo a la tripulación una  perfecta visibilidad, tanto hacía los costados como hacía proa y popa (forma de trabajo preferente del VWT) donde esta situada la guía de remolque (4) y la maquinilla de tiro.

El control, fiable y simple, es de tipo mecánico compuesto por un volante (que controla el paso transversal) y dos palancas (que controlan el paso longitudinal), de modo que el movimiento del buque es idéntico al movimiento del volante y las palancas independientemente de la dirección de operación. El control sigue la lógica de las coordenadas X-Y, de forma que para pasar de todo avante a toda atrás o viceversa, el empuje se reduce a cero y crece en dirección opuesta desde cero evitando crear en todo momento empujes indeseados.

Clasificación de los tipos de VWT

Basados en la funcionalidad de cada tipo, clasificamos los tipos de remolcadores VWT en:

C Class – Tipo Compacto

La industria naval esta en constante crecimiento. Cada vez son mayores las construcciones de  buques  petroleros,  portacontenedores,  cruceros,  cargueros,  etc. Como resultado los puertos tienden a expandir sus dimensiones.

Este tipo de remolcador nace para cubrir la necesidad de aquellos puertos que por sus limitaciones naturales necesitan trabajar en espacios confinados, esclusas y áreas estrechas. Es un remolcador con un desplazamiento relativamente pequeño (~500 tons) y una eslora reducida  (~24  m)  esto  le  permite  estar  exento de algunas regulaciones por lo cual  se simplifica la inspección y el mantenimiento de equipos.

Este buque tiene una tripulación de 2/3 personas (según el país de operación) y un tiro a punto fijo de entre 50 y 70 tons variando en función de las operaciones a realizar en el puerto.

El remolcador de la foto (Shackleton) fue construido por Astilleros Zamakona para el Puerto de Dublín.

Remolcador Shackleton

Sus características principales son:

Eslora total: 24,00 m
Manga: 11,00 m
Calado max.: 5,00 m
Desplazamiento: 480 t
Potencia: 1.900 KW

H Class – Tipo Puerto

Es difícil delimitar la frontera entre un tipo de remolcador y otro. Este tipo de remolcador que podíamos denominar “clásico” tiene mucha importancia, por su seguridad en las operaciones

y su rendimiento, destacando el tiempo de respuesta y el espacio para poder realizar las maniobras. Otros factores importantes son la disposición del puente de gobierno incluyendo los puestos de control, las defensas, el diseño del casco.

El desplazamiento de este tipo de remolcadores es de alrededor de las 700-800 tons con esloras que varían entre los 28 a 32 m, aumentado significativamente el tiro a punto fijo en estos últimos años hasta las 70-80 tons. En algunos puertos   podemos encontrar remolcadores con 100 tons de tiro a punto fijo.

La  acomodación  está  diseñada  para  largas  estancias  a  bordo de una tripulación de 3 personas. Es de destacar asimismo una mayor área de trabajo en cubierta.

Como ejemplo de este tipo de remolcador podemos mencionar el VB Llevant construido por Unión Naval de Valencia y trabajando actualmente en el puerto de Valencia:

Remolcador VB Llevant

Sus características principales son:

Eslora total: 29,50 m
Manga: 11,00 m
Calado max.: 6,00 m
Desplazamiento: 735 t
Potencia: 2.250 KW

E/T Class – Tipo Escolta/Terminal.

Estos remolcadores se caracterizan por tener una eslora y manga sustancialmente mayores, 37m de eslora y 14m de manga, que le confiere una gran estabilidad en caso de tiro indirecto. Las  velocidades  son  asimismo  algo  superiores,  llegando a alcanzar los 14 nudos de velocidad.

Este tipo de remolcador está diseñado para la asistencia de grandes buques como por ejemplo petroleros que requieren una gran distancia para parar, llegando en ocasiones a ser hasta 20 veces la eslora del buque. Esto implica que para un buque de 300-350 m se necesitara una distancia de entre 5 y 6 kilómetros. Para guiar con seguridad estos enormes buques en puertos, áreas confinadas y a través de canales estrechos son necesarios los remolcadores tipo escolta. En algunos puertos europeos con terminales de gas/petróleo es mandatorio el uso de remolcadores tipo escolta.

Los objetivos de la escolta son, por un lado reducir el riesgo de polución debido a varadas o fallo humano/técnico a bordo del buque y por otro que el remolcador sea capaz de aplicar una fuerza de gobierno o de freno de forma que limite el impacto de la colisión o mantenga el buque a flote mientras llega mas asistencia.

Los trabajos de escolta se realizan como máximo a velocidades de hasta 10-12 nudos y en caso de fallo, buque sin gobierno, el remolcador se coloca transversalmente a la marcha del buque asistido oponiendo toda la obra viva del remolcador.
Gracias al modo indirecto, las fuerzas de  gobierno pueden alcanzar más de dos veces el tiro a punto fijo del buque. Estas fuerzas son generadas principalmente por el exclusivo diseño del casco de este remolcador en combinación con el propulsor Voith Schneider. Gracias a la rápida maniobrabilidad de los propulsores Voith, el remolcador puede navegar con máxima seguridad durante este modo de operación.

El diagrama adjunto muestra la generación de fuerzas en modo indirecto.

Diagrama

Ship speed V [kn]
Steering force FS [t]
Breaking force FB [t]
Total bollard force FT = Z [t]
Rope force ZL parallel to MS [t]
Rope force ZQ perpendicular to MS [t]
VSP force PL parallel to MS [t]
VSP force PQ perpendicular to MS [t]
Resultant VSP force P [t]
Hydrodynamic tug force L parallel to MS [t]
Hydrodynamic tug force Q perpendicular to MS [t]
Resultant hydrodynamic tug force R [t]


Recientemente Voith incorporo en sus remolcadores de tipo escolta el “Voith Turbo Fin” (VTF), de modo que el curso del remolcador influye en el flujo del quillote y tiene por tanto tiene un efecto directo sobre la magnitud de las fuerzas de gobierno. El VTF tiene un cilindro giratorio en el extremo de popa del quillote dando como resultado que el flujo en el quillote mejoró significativamente en el lado de baja presión. Esto da lugar a poder trabajar con ángulos superiores sin la separación del flujo, ofreciendo una mejora de hasta un 25% en relación con buques sin el VTF.

Grafica VoithVista astillero remolcador


Como ejemplo de este tipo de remolcador podemos mencionar el “Ibaizabal 10” construido por Astilleros Armón el año 2012 y trabajando actualmente en el puerto de Bilbao. 

Remolcador Ibaizabal 10

Sus características principales son:

Eslora total: 36,65 m
Manga: 13,60 m
Calado max.: 6,8 m
Desplazamiento: 1200 t
Potencia: 2.640 kW

AHT Class – Tipo Anchor Handler

La tendencia actual de los armadores de remolcadores es tratar que sus buques sean capaces de llevar a cabo diversas tareas y no dedicarlos solo a una. De este modo algunos armadores han construido remolcadores con diferentes funcionalidades, pueden trabajar en puerto pero a su vez pueden realizar remolque de altura, manejo de anclas, etc.

Dentro de este grupo incluimos a esos remolcadores que podríamos llamar “multipropósito”. Son remolcadores con mucho espacio en cubierta, grúas con una gran capacidad de elevación, un tiro a punto fijo superior a las 80 tons superando en ocasiones las 100 tons.

Estos remolcadores están dotados de otros medios auxiliares tales como un rodillo a popa para el manejo de anclas o elementos submarinos, una hélice transversal para mejorar más si cabe la maniobrabilidad del buque así como posicionamiento dinámico incorporando.

Los propulsores Voith pueden llevar incorporado el VRS (Voith Roll Stabilization), sistema por el cual, con los mismos propulsores, se crea una fuerza transversal a la escora del buque de modo que se reduce significativamente el balance del mismo. Esto dota al buque de una serie de ventajas entre las cuales destacamos una mayor seguridad en las operaciones así como de confort para la tripulación.

La acomodación es asimismo más amplia entre 15 a 20 tripulantes.

Como ejemplo de este tipo de remolcador podemos mencionar el Forte construido en EEUU el año 2010 y trabajando actualmente en Brasil.

Remolcador Forte

Sus características principales son:

Eslora total: 51,21 m
Manga: 15,85 m
Calado max.: 7,32 m
Velocidad: 15 nudos
Desplazamiento: 3.200 t
Potencia: 3.970 KW

Otras aplicaciones

Dentro de esta sección hemos incluido aquellos buques que son difíciles de encuadrar dentro de alguno de los tipos anteriormente expuestos.

Remolcador Contraincendios

Algunos puertos, principalmente en EEUU han construido buques específicamente diseñados para la lucha contraincendios. Es uno de los puntos clave en el plan de contingencia de incendios de puertos con una alta actividad comercial e industrial, como por ejemplo refinerías, instalaciones de almacenamiento de productos químicos, regasificadoras, etc.

En este sentido el buque más conocido es el Warner Lawrence (LAFD Fireboat #2) que opera en el puerto de Los Angeles.

Este es un buque con capacidad de remolque aunque su cometido principal es la lucha contraincendios.

El buque fue diseñado teniendo muy en cuenta las reacciones producidas por los cañones de agua, capaces de lanzar 2.397 m3/s a una distancia de 150 m o de crear una cortina de agua de 250 m de ancho. Solo con la reacción de los monitores el buque es capaz de navegar a entre 5 y 6 nudos de velocidad.

Buque Warner Lawrence

RAVE (Robert Allan Voith Escort)

El remolcador RAVE es un nuevo concepto de un remolcador de escolta muy maniobrable, de alto rendimiento que ha sido desarrollado conjuntamente por Robert Allan Ltd y Voith Turbo Marine. La característica única del concepto RAVE es la alineación longitudinal de las dos unidades de Voith en contraste con la configuración transversal más convencional.

El diseño ofrece unas características de generación de fuerza muy precisa y mejorada, necesaria no sólo por las exigencias de escolta (tiro indirecto), pero también muy importante para trabajar en zonas de puerto muy estrechas y canales. El remolcador utiliza las características de paso variable y la lógica X/Y de los propulsores Voith Schneider para la asignación de potencia óptima y maniobras precisas.

Se han llevado a cabo multitud de ensayos en el simulador, por CFD (Computational Fluid Dynamics) y en canales de experiencias con el fin de definir los beneficios de este novedoso concepto que pueden consultarse en la conferencia dada en TUGNOLOGY
2011 – “The RAVE tug – Application, Hydrodynamic Characteristics and Manoeuvrability”.

Las figuras adjuntas muestran unos pocos de los posibles diseños del RAVE.


C-Class – Tipo Compacto
C-Class – Tipo Compacto

H-Class – Tipo Puerto
H-Class – Tipo Puerto

E/T-Class – Tipo Escolta/Terminal
E/T-Class – Tipo Escolta/Terminal

RICARDO RODRÍGUEZ DIEZ
Ingeniero Naval - Director Comercial Voith Turbo S.A.

Artículo publicado en la Revista "Prácticos de Puerto" - Número 71 - Septiemnbre 2012

AdjuntoTamaño
tipos_remolcadores_rev71_sep2012.pdf2.84 MB