Barco de rotor
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Buque de rotor E-Ship 1

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, que produce una fuerza perpendicular tanto a la dirección de la corriente de aire como al eje del rotor.

Principios de Operación

El efecto Magnus , representado con un cilindro que gira hacia atrás en una corriente de aire. La flecha representa la fuerza lateral resultante que puede usarse para ayudar a propulsar un barco. Las líneas de flujo rizadas representan una estela turbulenta . El flujo de aire se desvía en la dirección de giro.

Un barco de rotor o Flettner está diseñado para utilizar el efecto Magnus para la propulsión. [1] El efecto Magnus es una fuerza que actúa sobre un cuerpo que gira en una corriente de aire en movimiento, que actúa perpendicularmente a la dirección de la corriente de aire y al eje del rotor. [2] 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. Por lo tanto, como con cualquier barco de vela , un barco de rotor solo puede moverse hacia adelante cuando hay viento. La forma más común de vela de rotor es el rotor Flettner . [2]

Debido a la disposición de las fuerzas, un barco de rotor puede navegar más cerca del viento que un barco de vela 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]

Sin embargo, si el barco cambia de rumbo para que el viento venga del otro lado, entonces la dirección de rotación debe invertirse o el barco se conducirá hacia atrás. [2]

El viento no impulsa el rotor en sí, que debe tener su propia fuente de energía. Al igual que otros barcos de vela, los barcos de rotor a menudo también tienen una pequeña hélice convencional, para proporcionar facilidad de maniobra y propulsión hacia adelante a velocidades lentas y cuando el viento no sopla 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 un ahorro de combustible del 5-20%. [3]

Historia

El barco de rotor Buckau
El buque de rotor "Barbara" en Barcelona

Pioneros

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 un buque de rotor experimental; Octubre de 1924, la Germaniawerft terminó la construcción de un gran barco de dos rotores llamado Buckau . [6] La embarcación era una goleta reacondicionada que llevaba dos cilindros (o rotores) de aproximadamente 15 metros (50 pies) de altura y 3 metros (10 pies) de diámetro, impulsados ​​por un sistema de propulsión eléctrica de 50 hp (37 kW) de potencia. . [ cita requerida]

El Buckau zarpó de Danzig a Escocia a través del Mar del Norte en febrero de 1925. [7] El barco podía virar (navegar en el viento) a 20-30 grados, [6] por lo que los rotores no eran motivo de preocupación en tiempo tormentoso. [ cita requerida ] El barco pasó a llamarse Baden Baden después de la ciudad balneario alemana y el 31 de marzo de 1926 navegó a Nueva York a través de América del Sur , llegando al puerto de Nueva York el 9 de mayo. [8]

El barco había demostrado ser ineficaz en estos viajes, y la energía consumida por el giro de tambores de 15 m de altura era enormemente desproporcionada con respecto al efecto propulsor en comparación con las hélices convencionales. Como el sistema no podía competir económicamente, Flettner centró su atención en otros proyectos y se retiraron los rotores. [9]

En 1926, un barco más grande con tres rotores, el Barbara fue construido por el astillero AG Weser en Bremen. [10]

Vasijas modernas

Catamarán Flensburg en la Semana de Kiel 2007
Los Maersk Pelican son los rotores Flettner más grandes del mundo, a partir de 2019

El interés por las velas de rotor revivió en la década de 1980, como una forma de aumentar la eficiencia de combustible de un barco de propulsión convencional.

Enercon lanzó el barco de rotor híbrido E-Ship 1 el 2 de agosto de 2008. Desde 2010, se ha utilizado para transportar los productos de turbinas de la empresa y otros equipos. [11] [12] Enercon afirma "ahorros de combustible operativo de hasta un 25% en comparación con los buques de carga convencionales del mismo tamaño". [13]

La Universidad de Flensburg está desarrollando el catamarán Flensburg o Uni-Cat Flensburg , un catamarán impulsado por rotor . [14]

En 2007, Stephen H. Salter y John Latham propusieron la construcción de 1.500 barcos de rotor robótico para mitigar el calentamiento global . Los barcos rociarían agua de mar en el aire para mejorar la reflectividad de las nubes . [15] [16] Se probó un prototipo de nave de rotor en Discovery Project Earth . Los rotores estaban hechos de fibra de carbono y estaban conectados a un trimarán modernizado y propulsaban la embarcación de manera estable a través del agua a una velocidad de seis nudos. [ cita requerida ]

En 2009, Wärtsilä propuso un transbordador de crucero que utilizaría rotores Flettner como un medio para reducir el consumo de combustible. El operador finlandés de transbordadores Viking Line adoptó la idea, con el MS Viking Grace construido en 2011-2012, inicialmente sin rotores. [17] En 2018 se reformó un sistema de rotor. [18]

En 2014 y 2015, Norsepower instaló velas de doble rotor en el buque RoRo M / V Estraden de la naviera finlandesa Bore . [19] En mayo de 2018, el buque de carga Fehn Pollux construido en 1996 de la empresa alemana Fehn Shipmanagement ( Leer ) estaba equipado con un rotor Flettner de 18 m de largo del tipo EcoFlettner en la parte delantera. [20]

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. [21] [22]

El granelero MV Afros (IMO 9746803) ha operado cuatro rotores móviles durante un año con resultados positivos. [23] [24] [25] [26]

En 2021, Norsepower instaló cinco velas de rotor inclinable en un transportador de mineral de hierro operado por Vale para permitir maniobrar debajo de los puentes. [3] [27]

Ver también

  • Alción
  • Bombilla de rotor Flettner
  • Ala del rotor
  • Turbosail
  • Barco de molino de viento
  • Vela de ala

Referencias

  1. ^ Hubert Chanson (30 de agosto de 2013). Hidrodinámica aplicada: una introducción . Prensa CRC. págs. 100–. ISBN 978-1-315-86304-7.
  2. ↑ a b c d e Gilmore, CP (1984). "Spin Sail: Harness Mysterious Magnus Effect for Ship Propulsion", Popular Science (enero), págs. 70-73, véase [1] , consultado el 13 de octubre de 2015.
  3. ^ a b "Buque de carga marítimo para ser el primer buque del mundo con velas de rotor inclinable llega a Rotterdam" . www.marineinsight.com . Consultado el 25 de enero de 2021 .
  4. ^ Anon .; "America's First Rotor Boat" , Popular Science Monthly , septiembre de 1925, página 27.
  5. ^ GA Tokaty (20 de febrero de 2013). Una historia y filosofía de la mecánica de fluidos . Corporación de mensajería. págs. 150–. ISBN 978-0-486-15265-3.
  6. ^ a b Seufert, Wolf y Seufert, Ulrich; "Critics in a spin over Flettner's Ships" , New Scientist , 10 de marzo de 1983, págs. 656-659.
  7. ^ GA Tokaty (1994). Una historia y filosofía de la mecánica de fluidos . Corporación de mensajería. págs. 152–. ISBN 978-0-486-68103-0.
  8. ^ Instituto Naval de Estados Unidos (1970). Actas .
  9. ^ Ray, Keith (febrero de 2016). El avión más extraño de todos los tiempos . Stroud, Gloucester GL5 2QG: The History Press. pag. 48. ISBN 9780750960977.Mantenimiento de CS1: ubicación ( enlace )
  10. ^ Fred M Walker (5 de mayo de 2010). Buques y constructores navales: pioneros del diseño y la construcción . Publicación de Seaforth. págs. 220–. ISBN 978-1-84832-072-7.
  11. ^ Bahman Zohuri (3 de septiembre de 2016). Energía nuclear para la generación de hidrógeno a través de intercambiadores de calor intermedios: una fuente de energía renovable . Saltador. págs. 23–. ISBN 978-3-319-29838-2.
  12. ^ Kennedy, John (2010). "Descubrimiento: Buque de carga de última generación para atracar con acarreo de aerogeneradores" . Silicon Republic (Online, 10 de agosto) . Consultado el 12 de octubre de 2015 .
  13. ^ Anon. (2012). "PM E-Ship1 Ergebnisse DBU" (PDF) . Enercon.de. Archivado desde el original (PDF) el 7 de junio de 2014 . Consultado el 12 de octubre de 2015 .
  14. ^ Anon. (2015). "Rotor Flettner" . Thiiink Holding . Consultado el 12 de octubre de 2015 .
  15. ^ Latham, John (2007). "Flota futurista de 'cloudseeders' (15 de febrero)" . BBC. Archivado desde el original el 25 de julio de 2012 . Consultado el 25 de julio de 2012 .
  16. ^ Salter, Stephen; Sortino, Graham; Latham, John (2008). "Hardware marítimo para el método de albedo en la nube de revertir el calentamiento global" . Phil. Trans. R. Soc. Una . 366 (1882, 13 de noviembre): 3989–4006. Código bibliográfico : 2008RSPTA.366.3989S . doi : 10.1098 / rsta.2008.0136 . PMID 18757273 . Consultado el 27 de julio de 2009 . 
  17. ^ Reinikainen, Kari (2009). "El viento y el GNL [gas natural licuado] alimentan el diseño del ferry de crucero de Wartsila" . Cruise Business Online (22 de junio). Archivado desde el original el 8 de julio de 2011 . Consultado el 19 de enero de 2010 .
  18. ^ Bryce, Emma (29 de mayo de 2018). "El petróleo barato mató a los barcos de vela. Ahora están de regreso y son totalmente tubulares" . Reino Unido cableado . Consultado el 29 de mayo de 2018 .
  19. ^ "Poder nórdico" . www.norsepower.com . Consultado el 25 de noviembre de 2016 .
  20. ^ Con la energía eólica de Flettner . En: Hansa International Maritime Journal , 9/2018, Hamburgo 2018, p. 58/59
  21. ^ "Velas de rotor instaladas a bordo del petrolero de Maersk en la primera del mundo" . 30 de agosto de 2018.
  22. ^ "Norsepower Rotor Sails confirmó ahorros de 8.2% de combustible y Co2 asociado en el proyecto Maersk Pelican" . 24 de octubre de 2019.
  23. ^ Envío, verde (13 de marzo de 2019). "Blue Planet Shipping recibe el premio GREEN4SEA Dry Bulk Operator Award" . SAFETY4SEA . Consultado el 6 de abril de 2019 .
  24. ^ "Video: Sistema de rotor ANEMOI Flettner - MV Afros Sailing" . 4 de junio de 2018.
  25. ^ "Video: ANEMOI moviendo el sistema de rotor Flettner - atraque MV Afros" . 26 de noviembre de 2018.
  26. ↑ Almendral, Aurora (24 de junio de 2021). "¿Pueden los buques de carga masiva utilizar el viento para ser ecológicos?" . The New York Times . ISSN 0362-4331 . Consultado el 29 de junio de 2021 . 
  27. ^ "Norsepower: 5 velas de rotor inclinables instaladas en un transportador de mineral fletado por Vale" . Energía Offshore . 2021-05-14 . Consultado el 9 de junio de 2021 .

enlaces externos

  • Artículo del Centro para el Estudio de la Tecnología
  • Fotografía de Baden Baden en el puerto de Nueva York
  • Taladro para probar Norsepower Rotor Sail en Ro-Ro
  • Video de Rotor Sail en acción a bordo del Viking Grace
  • Contribución de potencia propulsora de una cometa y un rotor Flettner en rutas de navegación seleccionadas
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