Como se mueve un barco de Cruceros
…y otras curiosidades técnicas
Las maravillas técnicas de un crucero
Estoy seguro que muchos de vosotros al igual que yo cuando nos encontramos a bordo de un barco de crucero nos maravillamos del portento técnico en el que nos encontramos. Son muchas las preguntas que nos hacemos y que pocas veces tenemos la ocasión de ser respondidas y de conocer cómo funciona uno de estos grandes gigantes del mar.
Gracias a nuestro redactor Francisco Rodriguez intentaremos desvelar la técnica que se esconde bajo las cubiertas de los cruceros. Hoy comenzamos con todo un gigante, el Celebrity Solstice.
Espero que lo disfrutéis tanto como yo…
Este artículo se ha desarrollado tomando como base la información obtenida de una de las múltiples presentaciones llevadas a cabo a bordo del Celebrity Solstice. En el mismo se detallan algunos aspectos técnicos del barco, como se mueve y gobierna y varias curiosidades que, desde nuestra perspectiva como pasajeros, pasan desapercibidas y que hacen que dispongamos de comida, agua fría, agua caliente y todo lo que en un crucero podamos necesitar.
Se ha tratado de suministrar la información a un nivel básico, pero suficiente para poder tener una idea, a grandes rasgos, de como funciona el barco y los esfuerzos realizados por Celebrity Cruises para mantener su flota al último nivel tecnológico y colaborar en la sostenibilidad medioambiental.
¿Como se mueve el barco de crucero?
Hay 3 componentes importantes que intervienen en el movimiento y direccionabilidad del barco: los motores, las vainas de propulsión y el casco.
El sistema de propulsión eléctrico diésel está compuesto de generadores eléctricos, movidos con motores diésel que proporcionan energía a las vainas de propulsión, las cuales impulsan el barco sobre el agua.
Cada uno de los 4 motores de que dispone el Solstice, consta de 16 cilindros con 2 turbocompresores, proporcionando individualmente una potencia de 22.000 caballos.
Los motores diésel del barco son similares a los motores utilizados en los trenes. Los cuatro motores están conectados mecánicamente a través de un eje a su correspondiente generador eléctrico. Dichos generadores producen electricidad que, a través de 2 cuadros eléctricos de conmutación, alimentan a dos transformadores simultáneamente, los cuales suministran electricidad a los azipods, principales consumidores de energía.
El barco dispone de 2 azipods ubicados en la parte posterior, los cuales mueven las hélices que lo propulsan. Los motores diesel también proporcionan electricidad al resto del barco, necesidades del hotel y demás servicios auxiliares.
La electricidad producida por los generadores es distribuida a los cuadros eléctricos, los cuales a su vez suministran la energía a los principales consumidores del barco:
- Propulsores
- Motores de maniobra
- Generadores de agua potable
- Servicios del eléctricos del hotel (cocinas, lavandería, iluminación, etc…)
- Ventilación y aire acondicionado
Desde el Centro de Control de Máquinas se puede controlar el 90% del barco.
¿Como se mueve el barco de crucero?
Algunos de los principales componentes de los motores son:
- Cigueñal
- Bielas
- Pistones
- Camisas de cilindros
- Árbol de levas
- Culata
- Sistema de inyección Common Rail,
- Turbocompresores
Estos componentes trabajan juntos para convertir la energía química (combustible) en energía mecánica (girando el cigueñal). Los motores diesel Common Rail utilizados proporcionan los siguientes beneficios que ayudan a reducir el impacto medioambiental:
- Combustión óptima en todos los niveles de carga del motor.
- Consumo de combustible reducido.
- Niveles de contaminación menores.
- Utilización de una gran variedad de combustibles.
El sistema de inyección Common Rail utilizado en los motores es hidroeléctrico por lo que los ajustes y funcionamiento de todos los componentes se realiza por medio de un ordenador.
La serie Solstice es una de las más modernas, pudiendo controlar el barco con un simple ratón y un monitor. Con un doble click es posible arrancar o parar un motor.
Cada uno de los motores dispone de las siguientes características:
- Potencia: 22.848 caballos.
- Nº de cilindros: 16.
- Diámetro del cilindro: 460 mm.
- Altura del motor: 5,5 mts.
- Carrera del pistón: 580 mm.
- RPM del turbocompresor: 22.000.
- Voltaje: 11.000 voltios/16,8 MW por motor. Total 67,2MW.
- Depósito de combustible: 3.134 m3.
- Consumo diario: 240 m3 de combustible.
Vainas de propulsión
En estas fotos se puede ver un azipod. Como ya he indicado anteriormente, el barco dispone de 2 azipods, consistentes en grandes motores eléctricos.
Se suministra energía a estos motores, los cuales transmiten rotación a las hélices, que propulsan el barco.
Los azipods también pueden rotar sobre si mismos 360 grados, esto significa que no se necesitan timones, ya que rotándolos se puede gobernar el barco fácilmente, por ejemplo, rotando uno 90 grados y el otro 0 grados durante las maniobras. Durante las mismas también se utilizan 3 hélices de maniobra adicionales.
Los azipods disponen de las siguientes características:
- Los motores y generadores suministran electricidad a los motores.
- Los ordenadores envían señales a las vainas:
- Para iniciar la secuencia de arranque o parada.
- A que velocidad girar.
- En que dirección moverse.
- Los propulsores pueden girar a un régimen de hasta 130 rpm.
- Las vainas pueden girar 360 grados.
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La utilización de vainas de propulsión o azipods reduce el consumo de energía, consiguiendo los siguientes beneficios:
- Mejora en la maniobrabilidad.
- Mejor flujo.
- Mayor velocidad.
- Baja vibración.
- Menos ruido.
- Ahorro de espacio.
- Más confort a bordo.
El casco
El diseño del casco de un barco tiene un gran impacto en la velocidad de crucero, en el confort y en el consumo de combustible.La clase Solstice se ha diseñado con un enfoque revolucionario para optimizar la eficiencia del casco con las siguientes mejoras:
- Interceptor.
- El diseño de la mitad anterior del casco.
- Cobertura del casco con silicona.
Se realizaron más de 90 ensayos en tanques de prueba para desarrollar el casco de la clase Solstice.
EL INTERCEPTOR: Consiste en un alerón ubicado en la popa del barco, bajo el agua, con el que se consigue mejorar la aerodinámica del barco.
Después de realizar un gran número de pruebas con modelos, se desarrolló el interceptor para:
• Conseguir una profundidad uniforme de la proa. • Trabajar como el spoiler de un coche para reducir el efecto del viento. • Levantar la proa ligeramente y reducir la fricción del casco. • Proporcionar una separación clara del flujo, sin fricciones.
EL DISEÑO DE LA MITAD ANTERIOR DEL CASCO: La forma en que se ha diseñado la parte anterior del casco de la clase Solstice:
• Mejora la forma en que el barco se desliza sobre el agua. • Minimiza las olas en proa. • Reduce la resistencia. • Mejora la eficiencia del combustible.
COBERTURA DE SILICONA: Mediante la utilización de coberturas de silicona en la superficie del casco se consigue:
• Reducir la resistencia de fricción y el consumo de combustible. • Impide el crecimiento de percebes y algas en el casco. • Impide el deterioro de la pintura y el vertido de trozos de la misma al oceano. • Está libre de sustancias tóxicas que pueden dañar la vida marina. • Sus propiedades anticrecimiento reducen la proliferación de especies invasivas.
Cada 5 años se efectúa una limpieza general del casco en dique y cada 2 o 3 meses se realiza una limpieza de mantenimiento con robots que dura unos 2 a 3 días.Al optimizar el diseño del casco se consiguen los siguientes beneficios que contribuyen a un mayor confort para los pasajeros y una reducción en el consumo energético:
• Optimizar el centro de flotabilidad. • Reducir la resistencia. • Menor consumo de combustible. • Menor generación de emisiones contaminantes.
Mayores consumidores de energía a bordo
• Propulsión • Vainas (clases Solstice y Millennium). • Transmisión directa (Clase Century). • Hélices (para mover el barco lateralmente). • Equipamiento auxiliar de la sala de máquinas. • Calefacción, ventilación y aire acondicionado. • Hotel • Iluminación. • Cocinas. • Producción de agua. Lavavajillas y lavandería. • Ascensores. • Aparatos (Televisores, ordenadores, máquinas de café, etc...). • Refrigeración de provisiones (refrigeradores y congeladores).
Eficiencia energética a bordo
Se han llevado a cabo las siguientes medidas para reducir la cantidad de energía requerida para operar el barco sin impactar en el bienestar de los pasajeros y en el medio ambiente:
• Instalación de iluminación LED y CFL, maximizando la utilización de luz natural. -Reducción en un 80% el consumo eléctrico por iluminación. -Reducción de la carga de climatización al generar un 50% menos de calor. -Reducción de costes debido a la mayor durabilidad de las bombillas LED. • Instalación de equipamiento energéticamente más eficiente. -Refrigeradores y equipos de climatización un 10% más eficientes. -Fabricadores de hielo que utilizan un 50% menos de energía. -Televisores. -Máquinas de café. -Hornos. -Lavavajillas. -Dispositivos para la recuperación del calor generado por los motores diesel para generación de agua caliente. • Instalación cristales especialmente tratados en las ventanas. -Reducción del calor transferido a los camarotes y áreas públicas. -Reducción de la energía consumida en climatización. -Reducción de la radiación ultravioleta en un 99%, protegiendo del sol el interior del barco y el mobiliario. -Mayor posibilidad de iluminar el interior del barco con luz natural. • Formación de la tripulación y concienciación de los pasajeros. -Supervisión del uso del aire acondicionado en el barco y ajuste de los termostatos a niveles de confort. -Apagado de luces y aparatos cuando no se usen. -Cierre de las puertas de los balcones cuando estén abiertas. -Cierre de grifos mientras los pasajeros se asean. -Utilización de las toallas más de una vez. • Instalación de paneles solares. -216 paneles solares ubicados en 5 áreas del barco con una superficie de 500 m2. -Cumplen 2 propósitos, generando energía (45 kWP suficiente para alimentar 7.000 bombillas LED) y suministrando sombra.
Otras curiosidades….
¿Cuanto ha costado fabricar el Solstice?: Unos 900.000.000 de dólares.
¿En cuanto tiempo se construyó?: En casi 1 año.
¿Que grosor tiene el casco?: Unos 7 cms.
¿Como se climatiza el barco?: Dispone de 5 plantas enfriadoras y 2 fancoils, utilizados para el sistema de aire acondicionado y suministro de agua fría.
¿Cuantos ingenieros hay a bordo?: 70 ingenieros se dedican al mantenimiento y reparación del barco.
¿A que régimen de carga trabajan los motores?: al 80% de su potencia máxima se consigue su rendimiento óptimo.
¿Como se obtiene el agua potable?:Mediante 2 plantas desalinizadoras por osmosis inversa.
¿Que cantidad de agua se potabiliza?: 70-80 toneladas cúbicas a la hora.
¿Que se hace con las aguas residuales?: Se potabiliza mediante una estación de tratamiento, convirtiéndola en apta para el consumo, antes de verterla al mar.
¿Que ocurre si falla el sistema electrónico de control?: Se trata de un sistema redundado, no obstante existe un sistema de backup manual y mecánico.
¿Pueden un hacker acceder al sistema de control?: Es muy dificil hay 2 estaciones de control ubicadas en lugares secretos del barco, con acceso restrigido, en las que no es posible conectar ni un pendrive.
Como hemos visto en este artículo los barcos de la serie Solstice de la naviera Celebrity Cruises incorporan los últimos avances tecnológicos en aras de conseguir una mayor eficiencia energética, y por consiguiente, importantes ahorros en costes, maximizando el confort del pasajero y reduciendo el impacto en el entorno medioambiental.
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