Uso del bow thruster Cap. Eduardo O. Gilardoni 60 diapo 2019

Los thruster son auxiliares muy útiles para la maniobra ya que producen empujes transversales que facilitan la maniobra en espejos de agua reducidos

Los hay de varios tipos, a saber: Tunnel thruster Omni thruster Jet thruster Los bow thruster tipo tunnel pueden ser también del tipo “T”

Además pueden encontrarse a proa: Bow thruster o a popa: Stern thruster

Tunnel thruster

Generalmente su potencia esta expresada en kW, lo cual puede acarrear algún tipo de confusiones cuando debe compararse su poder con otras fuerzas, como la del bollard pull de remolcadores o el viento. Para facilitar dichas comparaciones conviene tener presente las siguientes equivalencias: 0,74 kW = 1 SHP 100 SHP = 0,8 t

Debido a que las hélices de los tunnel thrusters deben impulsar con igual empuje a ambos lados tienen menor rendi-miento

En la actualidad no suelen encontrarse thrusters con potencias mayores a los 2.800 kW Lo usual es que si se requiera una potencia mayor, se agreguen más unidades, pudiendo haber hasta tres

Cuando nos referimos a la potencia de los tunnel thruster tenemos tener en cuenta las siguientes consideraciones. La misma coincide con la indicada cuando: Están sumergidos a la profundidad de diseño. La velocidad del buque sobre el agua sea nula ó hasta ¼ de nudo. El buque se encuentre adrizado, caso contrario habrá diferencias entre los empujes que se efectúen hacia una u otra banda. En algunos casos muy particulares, de hélices cuyos lados de las palas no sean superficies helicoidales exactamente semejantes; podría haber diferencias entre el empuje hacia una u otra banda. Eso sucedía en el caso de que la hélice que utiliza tenga una cara con superficie helicoidal pura y la otra no, como sucede en las hélices utilizadas para propulsión.

En regla general podemos decir que, (dependiendo del estado de carga), un bow thruster, cuando el buque tiene una velocidad sobre el agua de aproximadamente 2 nudos, solo brindará un 50% de su empuje, y que incrementando dicha velocidad, su efecto decrecerá rápidamente hasta desaparecer.

Los stern thruster pierden menos eficiencia con la velocidad sobre agua que los bow, pero tengamos presente que también tienen menor potencia

Vista de corte de la transmisión de un tunnel thruster

Bow thruster AST

Sobre la banda de aspiración se generan dos zonas , una de depresión a proa del túnel y otra de presión a popa del mismo (puntos D y B respectivamente). Sobre la banda de expulsión sucede otro tanto, pero a la inversa (puntos A y C respectivamente). Esto implica que el chorro de expulsión no empuja sobre “una pared de agua”, sino que es desplazado hacia popa, convirtiéndose en un chorro pasivo que no genera ningún efecto.

Así se equilibran las presiones a ambas bandas permitiendo que la corriente de expulsión actúe mejor.

En marcha avante actúa sobre la descarga En marcha atrás no tiene ningún efecto

Thruster tipo "T"

Existen otros tunnel thruster tipo “T” que toman el agua del fondo del casco y mediante una placa la lanzan a una u otra banda

Combinación de bow thruster y timón para generar movimientos transversales

En este diagrama podemos observar el uso individual del timón, bow thruster o la combinación entre ambos, para producir desplazamientos transversales

Consideramos un buque de 200 m. de eslora Distintos usos del thruster Consideramos un buque de 200 m. de eslora

El uso del tunnel bow thruster Son cuatro las posibilidades que debemos analizar: Buque parado. Buque avanzando. Desplazando al buque lateralmente. Buque retrocediendo.

En este caso deberemos son dos puntos a tener en cuenta: Buque parado En este caso deberemos son dos puntos a tener en cuenta: La posición a la que se mueve el punto pivote (Pp). Un indeseado movimiento avante en aguas calmas y sin viento.

Ubicación del Pp usando el bow thruster con buque detenido (1/8 de la eslora desde la popa)

En aguas calmas y sin viento se observa una leve tendencia que el buque avance, debido a la aceleración de los filetes líquidos que cruzan la roda. Efecto Bernoulli

Aquí debemos tener presente dos puntos: Buque avanzando Aquí debemos tener presente dos puntos: Pérdida de eficacia debida a la velocidad del buque. El corrimiento hacia Pr. del Pp que resta brazo de palanca al bow thruster.

Pero la situación es distinta si el buque comienza a avanzar con el timón totalmente a una banda, aplicando sólo pequeñas “patadas” de máquina avante. En ese caso, el Pp se encuentra aún más a proa, (aproximadamente 1/8 de la eslora a contar de la roda), prácticamente sobre el tunnel thruster. Un ojo inexperto mirando hacia proa, en la primera etapa de la maniobra, puede tener la sensación que la proa está cayendo, pero en realidad lo que está sucediendo es que el buque se desplaza de costado.

Movimientos laterales muy importante tratar de desarrollarla. Una habilidad del maniobrista es “el sentir” el movimiento lateral que está realizando el buque en una maniobra, y es muy importante tratar de desarrollarla. Esto es particularmente muy efectivo en los buques grandes, donde su gran inercia impide que tomen arrancada avante, permitiendo aplicar el movimiento lateral por más tiempo. Pero en los buques monohélices es muy importante diferenciar hacia que banda se debe hacer la maniobra, si el movimiento lateral es a babor ó a estribor, ya que, como veremos, hay grandes diferencias entre ambas.

Analizaremos este buque que tiene las siguientes características: Potencia MMPP 12.000 SHP (120 t. de BP) Tunnel bow thruster 1.351 SHP (11 t. de BP) Estudios realizados demuestran que: Una corta patada avante de toda máquina, y con el timón puesto a una banda, puede producir alrededor del 40 al 50% de la potencia total, en términos de empuje lateral (Pt). Por lo tanto se producirían entre 48 y 60 t. de presión lateral; tomemos el promedio de 54 t. Este empuje lo podremos regular de acuerdo a las R.P.M. que apliquemos, quedando como se muestra: Media fuerza avante 40 t. de Pt. Despacio avante 27 t. de Pt. Muy despacio avante 13 t. de Pt.

Aunque esta es sólo una muy aproximada estimación, que puede tener un gran porcentaje de error, nos permite realizar la siguiente evaluación: El bow thruster a toda fuerza equivale solo a una corta “patada” de máquina muy despacio avante. Dar toda fuerza avante superará ampliamente la potencia del bow thruster.

Desplazamiento a babor El movimiento lateral a babor debe ser iniciado con una potente, pero corta, patada avante con todo el timón a estribor, al mismo tiempo que se aplica el thruster a babor, que contrarrestará cualquier cualquier indeseable tendencia de la proa a estribor.

Cuando ponemos máquinas atrás, lo más frecuente no es aplicarla para disminuir la arrancada que puede haber adquirido el buque con las patadas avante, sino aprovechar el efecto lateral indeseado que produce la hélice, llevando la popa a babor, en un FPPRH, mientras que la caída de la proa a estribor será controlada con el bow thruster.

El secreto está en balancear el poder del thruster con la fuerza lateral Pt. generada por el timón.

Desplazamiento a estribor La maniobra con “patadas” avante no tiene diferencias notables con la del movimiento hacia babor. Pero en cambio puede resultar difícil llevarlo a Er. cuando se debe retroceder, y la popa ha ganado espacio a Br. La experiencia a demostrado que no se pueden permitir distracciones cuando se esté próximo a un muelle, debiéndose prevenir guiñadas indeseadas.

Como resultado de ello, la popa se moverá a Br. El problema surge cuando debemos dar máquina atrás, para contrarrestar una arrancada adelante. Como resultado de ello, la popa se moverá a Br. Si no evitamos ese desplazamiento, luego nos será muy difícil hacerle ganar el espacio perdido a Er.

Lo que debe hacerse es posicionar inicialmente la popa tanto a estribor como sea posible, ya sea con respecto a un muelle o sitio de atraque, y evitar tener que dar atrás con grandes potencias y/o largos períodos.

Usando el bow thruster cuando se va hacia atrás. En estas condiciones el bow thruster es realmente eficiente, siempre y cuando la velocidad retrógrada no sea excesiva, debido a que el Pp se ubica aproximadamente a ¼ de la eslora a partir del espejo. Por lo tanto trabaja con un excelente brazo de palanca.

Se aconseja aplicar poca potencia de bow thruster por largo tiempo, antes que grandes potencias por cortos períodos, y solo aumentarla cuando realmente sea necesario. Hay que considerar que las respuestas al gobierno serán perezosas por lo que las tendencias de caída tardarán en ser controladas. También tengamos presente que, con puente a popa y se mira hacia atrás, se pierde la sensación de caída del buque, por lo que se deberá estar controlando permanentemente la proa, para evitar que una caída indeseada adquiera arrancada.

Si asumimos que la potencia atrás corresponde al 60% de la de la marcha avante, dar atrás sólo generará 7200 SHP. Además: solo el 10% de dicha potencia se transforma en fuerza lateral indeseada, lo que significa que solamente 720 SHP (7 t.), serán aplicados al empuje lateral, lo que nos demuestra que será inferior al máximo BP del bow thruster.

Retrocediendo en un canal La clave está en mantener la popa a estribor Retroceder con el buque dentro del un canal es una maniobra que, con la utilización correcta del bow thruster, puede realizarse sin mayores problemas siempre y cuando, no se permita al buque llegar a situacio-nes comprometidas co-mo la que se trata de ilustrar en la siguiente secuencia.

Amarrar a muelle retrocediendo Esta maniobra puede brindar muchas satisfacciones, sobre todo si la banda de atraque es la más difícil, la de estribor. Cuando se está aproximando al muelle es fundamental recordar donde se encuentra aproximadamente el Pp. Si el buque está yendo atrás, el empuje transversal indeseado de la hélice hará que la popa vaya describiendo un amplio arco. Si la ubicamos tan cerca del muelle como la seguridad lo permita, el rabeo de la proa irá poniendo al buque paralelo al muelle, sin alejarla demasiado del mismo. El ángulo de incidencia del buque con respecto al muelle puede ser corregido con el bow thruster .

Esto, en términos prácticos significa que el buque entero, a proa del Pp (a unos 150 m. en este caso), está cayendo a estribor mientras se está dando atrás.

Una ventaja de ir al atraque por popa, es la gran potencia adelante disponible, con la cual es fácil de corregir una aproximación al muelle muy rápida o una inadecuada posición de la popa. Tener la popa alejada del muelle sería sumamente imprudente y debe evitarse a toda costa, porque entonces sería prácticamente imposible volver a posicionar nuevamente la misma cerca del muelle dando máquina atrás, especialmente si sopla alguna brisa desde tierra.

Si la popa está en posición y la proa no quedó lo suficientemente cerca del muelle, un adecuado uso del bow thruster permitirá remediar esa situación, porque si el buque está detenido, o con ligera arrancada atrás, el buque rotará sobre el Pp que estará ubicado a popa de la sección maestra, o sea que trabajará con un excelente brazo de palanca.

Omni thruster

Los omni thruster no tienen las limitaciones que afectan a los tunnel thruster, teniendo gran eficacia, aun a moderadas velocidades del buque Su mayor inconveniente surge cuando deben ser usados en zonas con bajos márgenes de seguridad

Combinación de dos tunnel stern thrusters y un omnithruster

Aquí tenemos un omnithruster empotrable que posee una jaula de protección fija por debajo del casco

Jet thruster

El agua ingresa por la parte central aspirada por la bomba centrifuga, a través de una rejilla que impide la absorción de elementos que puedan dañar los mecanismos

La bomba centrífuga la dirige a través de unos conductos hacia una cámara con forma de corona circular que rodea el conducto de aspiración y la misma bomba

El agua entra en dicho receptáculo siendo forzada para dirigirse hacia las rejillas inferiores que posee el mismo.

El agua sale por las rejillas - tres en total - con una inclinación de 13° con respecto a la horizontal, produciendo de ese modo el empuje necesario.

Bow thruster tipo jet