Un barco de rotor es un tipo de barco diseñado para utilizar el efecto Magnus para la propulsión . El barco es propulsado, al menos en parte, por grandes rotores verticales propulsados , a veces conocidos como velas de rotor . El ingeniero alemán Anton Flettner fue el primero en construir un barco que intentó aprovechar esta fuerza para la propulsión, y los barcos que utilizan este tipo de rotor a veces se conocen como barcos Flettner .
El efecto Magnus es una fuerza que actúa sobre un cuerpo que gira en una corriente de aire en movimiento, lo que produce una fuerza perpendicular tanto a la dirección de la corriente de aire como al eje del rotor.
Un rotor o barco Flettner está diseñado para utilizar el efecto Magnus para la propulsión. [1] El efecto Magnus es causado por un cuerpo que gira en una corriente de aire en movimiento, o un cuerpo en movimiento que gira (como una pelota), que atrae el aire hacia un lado del objeto, utilizando la fricción de la piel, creando una diferencia de presión del aire de un lado al otro. Esto provoca una fuerza lateral sobre el objeto que hace que el cuerpo giratorio se mueva hacia el lado de baja presión donde hay menos resistencia. En un barco, esta fuerza lateral es resistida por el casco, y una componente de esta fuerza puede usarse para impulsar el barco hacia adelante, siempre que la dirección del barco esté generalmente dentro de la zona de baja presión. Un rotor Magnus utilizado para propulsar un barco se llama vela de rotor y está montado con su eje vertical. Cuando el viento sopla de lado, el efecto Magnus crea un empuje hacia adelante. La forma más común de vela de rotor es el rotor Flettner . [2] [ verificación fallida ] El viento no alimenta el rotor, que gira gracias a su propia fuente de energía.
Gracias a la disposición de las fuerzas, un barco de rotor puede navegar más cerca del viento que un velero convencional. Otras ventajas incluyen la facilidad de control desde estaciones de navegación protegidas y la falta de requisitos de enrollado en condiciones climáticas adversas. [2]
Si el barco cambia de rumbo para que el viento venga del otro lado, se deberá invertir el sentido de giro; De lo contrario, el barco sería propulsado hacia atrás. [2]
Los veleros, incluidos los de rotor, suelen tener también una pequeña hélice convencional para facilitar la maniobrabilidad y la propulsión hacia adelante a velocidades lentas y cuando no sopla el viento o el rotor está parado. En un barco de rotor híbrido, la hélice es la principal fuente de propulsión, mientras que el rotor sirve para descargarla y así aumentar la economía general de combustible. [2] Se ha informado que las velas de rotor generan entre un 5% y un 20% de ahorro de combustible. [3]
El ingeniero alemán Anton Flettner fue el primero en construir un barco que intentó utilizar el efecto Magnus para la propulsión. [4] [5]
Con la ayuda de Albert Betz , Jakob Ackeret y Ludwig Prandtl , Flettner construyó una embarcación con rotor experimental; En octubre de 1924, el Germaniawerft terminó la construcción de un gran barco de dos rotores llamado Buckau . [6] El barco era una goleta reacondicionada que llevaba dos cilindros (o rotores) de aproximadamente 15 metros (50 pies) de alto y 3 metros (10 pies) de diámetro, impulsados por un sistema de propulsión eléctrica de 50 hp (37 kW) de potencia. . [ cita necesaria ]
El Buckau zarpó de Danzig a Escocia a través del Mar del Norte en febrero de 1925. [7] El barco podía virar (navegar contra el viento) entre 20 y 30 grados, [6] por lo que los rotores no eran motivo de preocupación en tiempo tormentoso. [ cita necesaria ] El barco pasó a llamarse Baden Baden en honor a la ciudad balneario alemana y el 31 de marzo de 1926 navegó a Nueva York a través de Sudamérica, llegando al puerto de Nueva York el 9 de mayo. [8]
Algunas fuentes afirman que el barco resultó ineficiente en estos viajes y que la energía consumida al hacer girar tambores de 15 m de altura era desproporcionada con respecto al efecto de propulsión en comparación con las hélices convencionales. [9]
Esta opinión contrasta con otras que afirman: "Debido a su impresionante desempeño, el Buckau fue puesto en servicio para transportar carga a granel a través del Atlántico Norte y el Mar Báltico (Seufert & Seufert, 1983). El 31 de marzo de 1926, el Buckau , ahora rebautizado como Baden-Baden navegó hasta Nueva York vía Sudamérica, el viaje de 6.200 millas náuticas a través del Atlántico utilizó solo 12 toneladas de fueloil, en comparación con las 45 toneladas de un barco a motor del mismo tamaño sin rotores (Nuttall & John, 2016) , llegando al puerto de Nueva York el 9 de mayo (Historia de Flettner Rotor, sf)". [10]
Esta última evaluación parece ser más precisa, ya que el resultado del experimento de Buckau condujo al desarrollo del siguiente barco de rotores, el Barbara .
En 1926, el astillero AG Weser de Bremen construyó un barco más grande con tres rotores, el Barbara . [11] Demostró funcionar de forma fiable "como un carguero normal en el Mediterráneo entre 1926 y 1929. En 1928, Flettner había conseguido pedidos para seis nuevos barcos de la clase Barbara. Sin embargo... hubo una crisis económica mundial que provocó una disminución en la confianza de compra de los consumidores. Además de esto, el aceite diésel marino (MDO) y la tecnología de motor relacionada necesaria para utilizarlo estuvieron disponibles de manera fácil y económica (Nuttall & John, 2016). Los precios del combustible en ese momento significaron que cualquier ahorro logrado por el Los rotores eran demasiado pequeños para que las compañías navieras consideraran la inversión debido al largo período de recuperación". [10]
El interés por las velas de rotor revivió en la década de 1980, como forma de aumentar la eficiencia del combustible de un barco de propulsión convencional.
Enercon botó el barco de rotor híbrido E-Ship 1 el 2 de agosto de 2008. Desde 2010, se utiliza para transportar productos de turbinas y otros equipos de la empresa. [12] [13] Enercon afirma "ahorros operativos de combustible de hasta un 25% en comparación con buques de carga convencionales del mismo tamaño". [14]
La Universidad de Flensburg está desarrollando el catamarán Flensburg o Uni-Cat Flensburg , un catamarán propulsado por rotores . [15]
En 2007, Stephen H. Salter y John Latham propusieron la construcción de 1.500 naves con rotores robóticos para mitigar el calentamiento global . Los barcos rociarían agua de mar al aire para mejorar la reflectividad de las nubes . [16] [17] Se probó un prototipo de nave con rotores en el Discovery Project Earth . Los rotores estaban hechos de fibra de carbono y estaban acoplados a un trimarán modernizado e impulsaban el barco de manera estable a través del agua a una velocidad de seis nudos. [ cita necesaria ]
En 2009, Wärtsilä propuso un crucero que utilizaría rotores Flettner como medio para reducir el consumo de combustible. El operador de ferry finlandés Viking Line adoptó la idea y el MS Viking Grace se construyó en 2011-2012, inicialmente sin rotores. [18] En 2018 se actualizó un sistema de rotor. [19]
En 2014 y 2015, Norsepower instaló velas de doble rotor en el buque RoRo M/V Estraden de la naviera finlandesa Bore . [20] [21] [22] En mayo de 2018, el buque de carga Fehn Pollux , construido en 1996 , de la empresa alemana Fehn Shipmanagement ( Leer ) estaba equipado en la parte delantera con un rotor Flettner de 18 m de largo del tipo EcoFlettner. [23]
En 2018, Norsepower desplegó velas de rotor con la compañía naviera más grande del mundo, Maersk . El Maersk Pelican , un petrolero de clase LR2, ha sido equipado con dos velas de rotor Norsepower. [24] [25]
El granelero MV Afros (IMO 9746803) ha operado cuatro rotores móviles durante un año con resultados positivos. [26] [27] [28] [29]
En 2021, Norsepower instaló cinco velas de rotor basculante en un transportador de mineral de hierro operado por Vale; el diseño basculante estaba destinado a permitir maniobras debajo de puentes. [3] [30]
Scandlines opera dos ferries híbridos con vela giratoria, el M/F Copenhague y el M/F Berlín. [31]
En octubre de 2023, Airbus anunció que había encargado seis barcos con rotores Flettner que entrarían en servicio en 2026 para transportar secciones de aviones a su línea de montaje en Estados Unidos. [32]
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