Azipod es un diseño patentado de propulsor azimutal , una unidad de propulsión marina que consiste en una hélice de paso fijo montada en una góndola orientable ("pod") que contiene el motor eléctrico que impulsa la hélice, lo que permite que los barcos sean más maniobrables. Fueron desarrollados en Finlandia a fines de la década de 1980 en conjunto por Wärtsilä Marine , Strömberg y la Junta Nacional de Navegación de Finlandia. [1]
Aunque "Azipod" es una marca registrada , a veces se utiliza como marca comercial genérica para unidades de propulsión con cápsulas fabricadas por otras empresas. [2] [3] [4] [5]
En los propulsores azimutales convencionales, como los propulsores Z-drive y L-drive , la hélice es accionada por un motor eléctrico o un motor diésel dentro del casco del barco. La hélice está acoplada al motor primario mediante ejes y engranajes cónicos que permiten girar la hélice sobre un eje vertical. Este tipo de sistema de propulsión tiene una larga tradición a lo largo de la década de 1990 y hoy en día este tipo de unidades de propulsión son producidas por varias empresas en todo el mundo. [6]
En la unidad Azipod, el motor eléctrico está montado dentro de la unidad de propulsión y la hélice está conectada directamente al eje del motor. [7] La energía eléctrica para el motor de propulsión se conduce a través de anillos colectores que permiten que la unidad Azipod gire 360 grados sobre el eje vertical. [8] Debido a que las unidades Azipod utilizan hélices de paso fijo, [9] la energía siempre se suministra a través de un variador de frecuencia o cicloconvertidor que permite el control de la velocidad y la dirección de los motores de propulsión. [10]
La hélice de la cápsula suele estar orientada hacia delante, ya que en esta configuración de tracción (o tractora) la hélice es más eficiente debido a que funciona en un flujo sin perturbaciones. Como puede girar alrededor de su eje de montaje, la cápsula puede aplicar su empuje en cualquier dirección. Los propulsores azimutales permiten que los barcos sean más maniobrables y les permiten viajar hacia atrás casi con la misma eficiencia con la que pueden viajar hacia adelante. Para que las capacidades completas de las unidades de propulsión con cápsula se aprovechen en el servicio comercial, se requiere que la tripulación reciba capacitación en manejo de barcos en simuladores y modelos tripulados . [11]
El diseño en cápsulas logró una eficiencia de combustible un 9% mejor que el sistema de propulsión convencional cuando se instaló por primera vez en la década de 1990. Mientras tanto, las mejoras en los diseños convencionales han reducido la brecha a un 6-8%, pero por otro lado, el flujo hidrodinámico alrededor del Azipod se ha mejorado mediante modificaciones de aletas y una optimización dinámica por computadora de los respectivos ángulos operativos de las cápsulas en instalaciones multipod, lo que produce mejoras generales de eficiencia que ahora están en el rango del 18%. [12]
En 1987, la Junta Nacional de Navegación de Finlandia hizo una propuesta de cooperación a la empresa de equipos eléctricos Strömberg (más tarde ABB ) y al constructor naval finlandés Wärtsilä Marine para el desarrollo de un nuevo tipo de unidad de propulsión eléctrica. [13] Antes de esto, las empresas habían estado trabajando juntas durante décadas en el campo de los sistemas de propulsión diésel-eléctricos y en la década de 1980 produjeron los primeros rompehielos con motores de propulsión de corriente alterna y cicloconvertidores . [14]
El desarrollo del prototipo comenzó en 1989 y la primera unidad estuvo lista para su instalación al año siguiente. [15] La unidad de 1,5 MW, denominada "Azipod" (abreviatura de azimut eléctrico con propulsión en cápsula [16] ) se instaló en el buque de apoyo de navegación finlandés Seili , construido en 1979, en el astillero Hietalahti en Helsinki , Finlandia. Después de la reparación, el rendimiento rompehielos del buque aumentó considerablemente y también se descubrió que era capaz de romper el hielo hacia atrás (hacia atrás). Este descubrimiento de un nuevo modo de funcionamiento condujo finalmente al desarrollo del concepto de buque de doble acción a principios de la década de 1990. [17] [18] Cuando Seili fue reacondicionado con un nuevo sistema de propulsión en la década de 2000, la unidad prototipo fue donada a Forum Marinum y se exhibió en Turku , Finlandia.
Tras las alentadoras experiencias de la instalación del prototipo, se continuó con el desarrollo del concepto Azipod y las siguientes unidades se instalaron en dos petroleros finlandeses, el Uikku y el Lunni , en 1993 y 1994, respectivamente. Casi ocho veces más potentes que el prototipo, las unidades Azipod de 11,4 MW aumentaron considerablemente la capacidad de navegación en hielo de los buques que ya se habían construido con capacidad de romper el hielo de forma independiente. [17] Desde la década de 1990, la gran mayoría de los buques capaces de operar en el hielo sin escolta de rompehielos han sido equipados con el sistema de propulsión Azipod. [19]
Las tres primeras unidades Azipod eran del tipo "de empuje", en el que la hélice se montaba detrás de la góndola. En las instalaciones posteriores, ABB adoptó la configuración "de tracción", más eficiente, similar a la de los aviones propulsados por hélice.
El primer crucero del mundo equipado con unidades de propulsión Azipod, Elation , fue entregado por el astillero Kværner Masa-Yards de Helsinki en la primavera de 1998. [20] Aunque el Azipod se desarrolló inicialmente para buques rompehielos, los cruceros se han convertido en el grupo más grande de barcos por tipo en estar equipados con el sistema de propulsión Azipod desde la década de 1990 y el éxito de las unidades de propulsión eléctricas con cápsulas ha allanado el camino para competidores como el Rolls-Royce Mermaid. Entre los buques equipados con unidades Azipod se encuentran los cruceros de clase Voyager - , Freedom - , Oasis - e Icon de Royal Caribbean International , cada uno de los cuales ostentaba el título de crucero más grande del mundo en el momento de la entrega. [19]
Otro desarrollo posterior del concepto original de propulsión eléctrica en cápsula es el Compact Azipod, una unidad Azipod más pequeña introducida a principios de la década de 2000. Está destinada a buques más pequeños, como buques de investigación y yates , así como a plataformas de perforación posicionadas dinámicamente que pueden utilizar hasta ocho de estos propulsores. [19] [21] El Azipod Compact más pequeño se diferencia de la unidad de tamaño completo por su motor síncrono de imán permanente que se enfría directamente con agua de mar. Para los buques de perforación, también está disponible en configuración de "empuje" y se puede equipar con una boquilla para aumentar el empuje de tiro a punto fijo en aplicaciones de mantenimiento de posición. [22] A diferencia de las unidades Azipod de tamaño completo que se ensamblan en Finlandia, las unidades Compact Azipod se fabrican en China. [23]
Durante los primeros años de servicio, se produjeron algunas interrupciones en el servicio de cruceros con el diseño más grande del Azipod V que fueron ampliamente publicitadas. [24]
El último diseño, el Azipod X, incorpora estas mejoras, con vistas a un intervalo de servicio de cinco años, y cuenta con cojinetes que se pueden desmontar y reparar desde el interior de la cápsula mientras el barco está en el puerto con normalidad. [25] [26]