Los propulsores contra-rotativos mejoran la eficiencia energética de los barcos

La utilización de dos propulsores que giran en direcciones opuestas permite a los barcos reducir el consumo de energía al avanzar. Este avance tecnológico se enmarca en el proyecto Sea Zero de Hurtigruten, que busca implementar soluciones sostenibles en sus cruceros costeros.

La empresa SINTEF ha diseñado y fabricado un nuevo equipo de medición para realizar pruebas de modelos de propulsores contra-rotativos, lo que representa una buena noticia para muchos barcos de gran tamaño. Según Øyvind Rabliås, investigador de SINTEF, "observamos que la eficiencia de propulsión aumenta cuando aprovechamos parte de la energía perdida del propulsor delantero, al mismo tiempo que el propulsor trasero recibe un mejor flujo de agua. Esto puede proporcionar más de un 10% de eficiencia en comparación con los propulsores convencionales".

A pesar de que los propulsores contra-rotativos no son una novedad, su uso en barcos comerciales sigue siendo poco común debido a su costo y diseño más complejo en comparación con los sistemas tradicionales. Sin embargo, esto podría estar cambiando. Jahn Terje Johannessen, un hidrodinamicista senior de Brunvoll, proveedor líder de sistemas de propulsión y maniobra, afirmó: "Junto con nuestros socios de investigación, hemos dedicado mucho tiempo a comprender y desarrollar soluciones para esto. Ahora creemos que la tecnología está madura y lista para un uso más amplio".

Resultados de pruebas prometedores

El nuevo sistema de medición de SINTEF se desarrolló cuando Hurtigruten decidió utilizar propulsores contra-rotativos para su barco de crucero de cero emisiones en el proyecto Sea Zero. El objetivo es tener un barco de Hurtigruten sin emisiones y con una solución sostenible y circular para 2030. Los propulsores contra-rotativos ofrecen una eficiencia significativamente mejor que los sistemas de propulsión actuales.

Según Gerry Larsson-Fedde, director de operaciones de Hurtigruten, "este diseño simplemente significa que necesitamos menos energía para alcanzar la misma velocidad en comparación con los propulsores convencionales. El diseño de Brunvoll también es más eficiente que los propulsores contra-rotativos que existen hoy en día".

Un equipo interdisciplinario en SINTEF Ocean, que incluye técnicos, ingenieros de instrumentación y expertos en diseño, desarrolló el nuevo equipo de medición para pruebas de modelos de propulsores contra-rotativos. Juntos, llegaron a una solución adecuada para pruebas de autopropulsión.

Se han desarrollado dos dinamómetros, que son instrumentos utilizados para medir la fuerza en sistemas rotativos. "Una versión es adecuada para integrarse en modelos de barcos que se prueban en el Towing Tank, lo que significa que está incorporada en el modelo, y la otra versión se utiliza en pruebas en aguas abiertas y en pruebas de cavitación", explicó Rabliås.

El sistema ya ha probado el sistema de propulsión de Brunvoll para Hurtigruten. Los resultados proporcionaron información valiosa sobre el rendimiento del sistema y ayudaron a identificar la solución de propulsión más eficiente para su desarrollo futuro.

"Fue un beneficio adicional para Brunvoll que el proyecto sea tan versátil. Tenemos muchas cuestiones industrialmente relevantes en nuestro trabajo para crear un demostrador", comentó Johannessen.

Desafíos a superar

La eficiencia de propulsión se incrementa al recuperar parte de la energía perdida del propulsor delantero y al mejorar el flujo hacia el propulsor trasero. Por ello, es posible lograr más de un 10% de aumento en comparación con los propulsores convencionales. Sin embargo, los propulsores contra-rotativos requieren un sistema de eje dentro de otro eje, lo que complica su diseño.

"El proceso de diseño también es más complicado que para los propulsores convencionales, tanto por los fenómenos de flujo complejos como por el mayor número de parámetros que deben ajustarse, en comparación con un solo propulsor. Esto se aplica tanto a la relación de diámetro como a la relación de revoluciones entre los dos propulsores", concluyó Rabliås.

El futuro de Hurtigruten promete ser emocionante. "El objetivo de Sea Zero es diseñar el barco más eficiente en términos de energía del mundo, y en esa búsqueda no podemos dejar piedra sin mover. La propulsión en sí utiliza mucha energía, por lo que los propulsores contra-rotativos son muy interesantes para nosotros", finalizó Larsson-Fedde.

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