Propulsión Eléctrica
La propulsión eléctrica es aquella en que los propulsores (conjunto de ejes y hélices) son accionados por medio de electromotores. Estos motores son alimentados mediante baterías de acumuladores o por generadores eléctricos que son movidos por turbinas o por motores diésel. Los mayores logros en este campo nacen de la necesidad de dotar a los primeros sumergibles de una propulsión durante la navegación en inmersión. Cuando en su momento fueron dotados de motores eléctricos movidos por baterías, tenían una autonomía muy limitada porque para recargar las baterías debían hacerlo en puerto. Fue, entre otros, el caso del submarino de Isaac Peral.
Tipos de Propulsión Eléctrica
La propulsión eléctrica puede considerarse dividida en tres clases:
- Propulsión por baterías
- Propulsión turbo-eléctrica
- Propulsión diésel-eléctrica
Propulsión por Baterías de Acumuladores
Se trata del único sistema de propulsión eléctrica pura y se emplea por lo general para la propulsión de sumergibles y submarinos en inmersión y en algunas embarcaciones menores. Las plantas de este tipo se componen de un electromotor por cada eje propulsor, alimentados por la energía que suministran un grupo de baterías de acumuladores. Una imagen de un sistema de propulsión eléctrica (en gris) muestra el sistema adoptado a partir de la utilización de los motores diésel, trabajando tanto como propulsores como de ayuda para el movimiento de motores generadores en la carga de baterías. Para el caso concreto de sumergibles y submarinos, la planta consiste en un motor-generador eléctrico por eje que va acoplado por un lado (proa) a un motor diésel y por el opuesto (popa) al eje propulsor. En inmersión se desacopla el motor o motores diésel y se usan los electromotores como propulsores. Al regresar a la superficie se acoplan los motores diésel y los electromotores trabajan como generadores que cargan las baterías.
Propulsión Turbo-Eléctrica
En este sistema se utilizan electromotores para mover los ejes propulsores. La energía que los electromotores consumen proviene de generadores eléctricos movidos por turbinas de vapor que se acoplan a dichos generadores, bien directamente, bien por medio de engranajes reductores. El sistema permite compaginar el rendimiento de las turbinas y de los motores propulsores al hacer que dichas turbinas puedan girar a un elevado número de revoluciones mientras los motores eléctricos lo hacen al régimen requerido por las hélices y a un número de revoluciones comprendido generalmente entre las 60 y 250 a 400 r.p.m. Una instalación turbo-eléctrica (y hasta el advenimiento de las turbinas de gas que ocurrió en 1951, momento en que se aplicó la propulsión turbo-eléctrica con generadores movidos por turbinas de gas) se compone esencialmente de: generadores de vapor (calderas), turbinas de vapor, generadores eléctricos acoplados a las turbinas, motores eléctricos para mover los ejes y hélices, turbinas auxiliares que mueven los generadores de las excitaciones, cuadros de control y sistemas de ventilación de todas las máquinas eléctricas (generadores, motores eléctricos, generadores de las excitaciones, etc.).
Propulsión Diésel-Eléctrica
En este tipo de propulsión la energía es suministrada por generadores eléctricos movidos por motores diésel que alimentan a los motores eléctricos acoplados a los ejes propulsores. Una instalación diésel-eléctrica consta de uno o más motores acoplados a igual número de generadores eléctricos que suministran la corriente al motor o motores eléctricos encargados de la propulsión. Los motores diésel son irreversibles, esto es, giran siempre en el mismo sentido y, por tanto, de construcción sencilla. El régimen de giro se encuentra entre las 250 y 600 r.p.m. y la corriente empleada puede ser continua o alterna. En un principio, y durante bastante tiempo, fue usada de un modo casi exclusivo la corriente continua porque presentaba las ventajas de fácil acoplamiento a las dínamos y una mayor facilidad en los cambios de régimen y maniobra. En la actualidad se utilizan indistintamente corriente alterna o continua, con mayor preferencia por la alterna para los casos de elevadas potencias debido a las dificultades de empleo de elevados voltajes con corriente continua. La regulación de velocidad de los motores de propulsión, cuando son de corriente continua, se realiza actuando sobre la excitación de los generadores por medio de reóstatos, girando dichos generadores a velocidad constante. En el caso de que varios generadores alimenten a un mismo motor, se conectan sus excitaciones en paralelo con el objeto de unificar el mando. Para la regulación de la velocidad con corriente alterna se procede de forma similar a lo ya explicado para la propulsión turbo-eléctrica. La propulsión diésel-eléctrica tiene las mismas ventajas e inconvenientes que las comentadas para la propulsión turbo-eléctrica y solo se puede añadir como ventaja adicional que la supresión de cambio de marcha, debida a que los diésel giran siempre en el mismo sentido, supone un menor dimensionado en la capacidad de las botellas de aire y de los compresores utilizados para rellenarlas.
Sistemas Combinados (Exclusivamente con Motores Diésel)
CODAD (Combined Diesel And Diesel)
Combinado diésel y diésel. Es un tipo de planta propulsora en la que se utilizan dos motores diésel para suministrar potencia a un único eje de la hélice. Un sistema de transmisión y embragues en los reductores permite acoplar los motores indistinta o conjuntamente al árbol.
CODOD (Combined Diesel Or Diesel)
Es un tipo de planta propulsora en la que se usan dos motores diésel para accionar un eje de la hélice. Un sistema de transmisión y embragues en la reductora permite acoplar los motores al eje de la hélice de forma indistinta, pero no conjuntamente.
COGAG (Combined Gas And Gas)
Combinado gas y gas. Es un tipo de planta propulsora en la que se utilizan dobles turbinas de gas vinculadas a un único árbol de hélice. Un sistema de transmisión y embragues permite que cualquiera de ellas, o ambas simultáneamente, impulsen el eje.
COGOG (Combined Gas Or Gas)
Combinado gas o gas. Es un tipo de planta propulsora para buques equipados exclusivamente con turbinas de gas. Emplea una turbina de baja potencia y alto rendimiento para velocidades de crucero, y una de alta potencia para operaciones que requieren alta velocidad. Un embrague permite seleccionar cualquiera de las dos turbinas, pero no hay una caja de transmisión que permita emplear ambas simultáneamente.
CODAG (Combined Diesel and Gas)
Combinado diésel y gas. Es un tipo de planta propulsora con motores diésel para operaciones de crucero y turbinas de gas que pueden activarse para trayectos a alta velocidad. En la mayoría de los casos, la diferencia de potencia entre los motores diésel solos y la combinación de propulsión diésel y turbina es tan grande, que se requieren hélices de paso variable para limitar la rotación, de modo que los diésel puedan continuar operando sin cambiar las relaciones de engranajes de sus transmisiones.
CODOG (Combined Diesel Or Gas)
Combinado diésel o gas. Es un tipo de planta propulsora que permite una velocidad máxima considerablemente mayor que su velocidad de crucero. Por cada eje de la hélice hay un motor diésel para velocidad de crucero y una turbina de gas con transmisión y reducción mecánica para ráfagas de alta velocidad. Ambos propulsores están conectados al árbol mediante embragues, pero solo puede utilizarse uno a la vez, a diferencia de los sistemas CODAG, que pueden usar la potencia combinada de los dos.
CODAG WARP (CODAG Water Jet And Refined Propeller)
CODAG hidrojet y hélice refinada. Un sistema desarrollado por el constructor alemán Blohm + Voss como opción para sus barcos MEKO, pertenece también a la categoría CODAG. CODAG WARP usa dos motores diésel en disposición CODAD para impulsar dos hélices (es decir, ambos árboles pueden ser movidos por cualquiera de los motores) y un waterjet propulsado por la turbina de gas. Cuando el waterjet no está operando no causa turbulencia, y dado que la tobera puede ser desplazada más hacia popa y elevada, no afecta el tamaño de las hélices.
CODLAG (Combined Diesel-Electric And Gas)
Combinado diésel-eléctrico y gas. Es un sistema de planta propulsora, variante del sistema CODAG. Un sistema CODLAG emplea motores eléctricos conectados a los ejes de las hélices (habitualmente dos). Los motores son alimentados por grupos generadores diésel. Para obtener velocidades mayores, una turbina de gas impulsa los ejes mediante una caja de transmisión de conexión cruzada; para velocidades de crucero, el sistema de transmisión de la turbina se desconecta mediante embragues.