Cómo frenan los barcos gigantescos

La detención de un barco se ejecuta con millas de antelación.

La navegación normal de un barco implica una planificación cuidadosa. La tripulación planifica la ruta y ajusta la velocidad gradualmente, modificando la velocidad del motor principal. Sin embargo, en situaciones de emergencia, cuando se necesita una parada o una reducción brusca de la velocidad, se recurre a técnicas más drásticas. Una de ellas es el frenado con el timón, que consiste en girar repetidamente el timón de babor a estribor. Esto crea una resistencia hidrodinámica masiva, similar a lo que ocurre cuando pones la mano plana en el agua mientras nadas. El barco, al zigzaguear, pierde velocidad rápidamente.


Pero, ¿qué sucede si un obstáculo inesperado, como otro barco o un iceberg, se cruza en su camino? Es en estas situaciones donde entra en juego el "frenado de emergencia". Este método de frenado, a menudo denominado "reversa completa", consiste en invertir la dirección del empuje de la hélice. Sin embargo esto no es la panacea ya que al girar las hélices en sentido contrario de la marcha a mucha velocidad generan burbujas de cavitación que ofrecen poca resitencia y limitan el efecto de contrapropulsión. 

Inversión del empuje, la frenada tradicional

En la era de los barcos de vapor, el frenado de emergencia significaba invertir la rueda de paletas o la hélice. Esto se lograba deteniendo y reiniciando el motor de vapor para que girara en sentido contrario. Por ejemplo, un motor de vapor transforma la presión del vapor en movimiento rotatorio. Este movimiento se revierte para que la hélice empuje el agua hacia adelante en lugar de hacia atrás, deteniendo el barco. Este mismo principio se aplica a las hélices de tornillo, que reemplazaron a las de paletas.

A medida que los barcos crecieron, la distancia entre el puente (donde está el capitán) y la sala de máquinas se hizo mayor, haciendo que la comunicación fuera más difícil y arriesgada en una emergencia. Esto llevó a la invención del Sistema Telegráfico de Órdenes de Máquina.

Este sistema funciona como una especie de telégrafo de comunicación unidireccional. Por ejemplo, si el capitán necesita reducir la velocidad, mueve la palanca del telégrafo en el puente a la posición de "reducida". Esto hace sonar una campana en la sala de máquinas y mueve una aguja a la misma posición. El ingeniero, al ver la orden, mueve su palanca a esa misma posición para confirmar que ha recibido la orden. En una emergencia, el capitán mueve la palanca de "reversa completa" tres veces, haciendo sonar una alarma más prolongada para indicar una situación de máxima urgencia.

Sin embargo, los motores diésel y las turbinas de vapor presentan sus propios retos. Las turbinas de vapor, por ejemplo, giran en una sola dirección. Por lo tanto, para lograr el empuje inverso, se instala una turbina adicional más pequeña en el mismo eje, que gira en la dirección opuesta cuando se activa. En los buques diésel con transmisión directa, que conectan el motor directamente a la hélice, el motor debe detenerse y reiniciarse en la dirección opuesta, una tarea arriesgada y que consume tiempo en una emergencia.
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Las regulaciones internacionales

Debido a estas limitaciones, los navegantes a veces prefieren las maniobras de frenado con el timón en lugar de la reversa completa. Sin embargo, por ley, todos los buques deben cumplir con las Normas de la OMI para la Maniobrabilidad de Buques.

La resolución MSC.137(76) de la Organización Marítima Internacional (OMI) establece las Normas para la Maniobrabilidad de los Buques. Esta normativa se centra en garantizar que los barcos puedan realizar maniobras de manera segura y predecible, especialmente en situaciones de emergencia.
Los puntos principales de esta resolución incluyen:

• Capacidad de frenado: Se requiere que los buques demuestren su capacidad para detenerse en una distancia específica durante las pruebas de mar. La norma establece que, al realizar una prueba de "reversa completa", la distancia de frenado de un barco no debe superar las 15 esloras. En el caso de barcos más grandes, la administración del país de registro puede ajustar este límite hasta un máximo de 20 esloras.
• Pruebas de zigzag y espiral: La resolución también define criterios y procedimientos para pruebas de maniobrabilidad, como las pruebas de zigzag y espiral, que evalúan la estabilidad del buque y su capacidad de respuesta al uso del timón. El objetivo es asegurar que el barco mantenga una trayectoria estable y que el timón sea efectivo para realizar cambios de rumbo.

En resumen, la resolución MSC.137(76) busca mejorar la seguridad marítima al establecer requisitos claros y obligatorios para la maniobrabilidad de los buques, garantizando que puedan responder de manera adecuada en situaciones críticas.
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La hélice de paso controlable.

La única manera de superar estas limitaciones de manera efectiva es con la Hélice de Paso Controlable. A diferencia de las hélices fijas, las palas de una hélice de paso controlable puede girar sobre su propio eje medinate unos engranajes hidráulicos. Esto permite que el ángulo (el "paso") de las palas cambie, invirtiendo el empuje sin tener que cambiar la dirección de rotación del motor.

Por ejemplo, el motor del barco sigue girando en el mismo sentido, pero un sistema hidráulico dentro del cubo de la hélice ajusta el ángulo de las palas, empujando el agua hacia adelante para lograr el empuje inverso. Esta tecnología mejora la seguridad y la maniobrabilidad, ya que el barco puede cambiar de dirección instantáneamente.

A pesar de sus ventajas, la mayoría de los buques de carga siguen usando hélices fijas. Son más económicas, robustas y eficientes para viajes largos a una velocidad constante. Por ejemplo, en un viaje transatlántico, un buque no necesita cambios de velocidad o dirección frecuentes, por lo que una hélice fija es ideal.
Mientras tanto, los ingenieros de la sala de máquinas continúan con la tediosa tarea de reiniciar los motores principales cada vez que el puente necesita ir marcha atrás. La esperanza es que la tecnología CPP avance lo suficiente para que sea una opción más rentable para cualquier tipo de barco, haciendo que el frenado de emergencia sea más rápido y seguro para todos.
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Conclusión

Para resumir, a diferencia de los coches, los barcos no tienen frenos y se detienen invirtiendo el empuje de su hélice. A lo largo de la historia, desde los motores de vapor que requerían detener y reiniciar la maquinaria, hasta los modernos motores diésel que también deben ser reinvertidos en su rotación, la operación de frenado siempre ha sido compleja. Las hélices de paso controlable, que ajustan el ángulo de sus palas sin cambiar la dirección del motor, ofrecen una solución más segura y eficiente para el frenado de emergencia. Aunque la mayoría de los buques de carga siguen usando hélices fijas por su mayor eficiencia y coste, las estrictas regulaciones de la OMI subrayan la importancia de la capacidad de frenado, lo que podría llevar a una mayor adopción de las hélices de paso controlable en el futuro para mejorar la seguridad en el mar.