Este documento describe los sistemas de propulsión de un buque. Define las partes principales como los motores, caja reductora, ejes y hélices. Luego describe diferentes tipos de propulsión como hélices de paso variable, sistemas de toberas, water jets y propulsión nuclear. Finalmente clasifica los sistemas de propulsión en buques de vela, vapor, motor, propulsión eléctrica y de chorros de agua.

1. Sistemas de Propulsión
de un Buque
República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Defensa
Universidad Politécnica de la Fuerza Armada Nacional
UNEFA - Extensión Punto Fijo
Ing. Naval - Sección D1-2530
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Integrantes:
Diego Guacare C.I: 28.745.780
Dominic Giménez C.I: 31.437.863
Anyelí Marcano C.I: 28.775.368
Jheiko Vicet C.I: 28.632.613

2. Definición
Sistemas de Propulsión
de un Buque
Es el conjunto de maquinaria necesaria para que la
energía rotativita que produce el motor del buque sea
transferida a las hélices, produciendo energía perpendicular
(empuje) que provoca el movimiento del dicho buque.
Un sistema de propulsión básico consiste en un motor
principal el cual convierte la energía calorífica del
combustible en potencia mecánica que se transmite a
una caja de engranes. Las líneas de eje, acoplamiento
hidráulico, chumaceras soportes y una hélice de
acuerdo a las características del buque
Definición

3. Partes que conforman el
Sistema de Propulsión de un Buque
Motores Caja
Reductora Ejes Hélices
Llevan a cabo la
transformación de la energía
mecánica necesaria para
crear el movimiento y la fuerza
de empuje en la nave.
Tienen como finalidad reducir las
revoluciones producidas por los
motores, de acuerdo con el.
Adicionalmente acoplan y
desacoplan el motor del eje
propulsor e invierten el sentido
de giro de la unidad de propulsión.
Transmiten el movimiento desde
los motores y reductores hasta la
hélice a lo largo del buque; son
soportados por cojinetes, los
cuales proveen los puntos de
apoyo necesarios y absorben las
vibraciones y empujes axiales y
radiales.
El propulsor transformar la
energía mecánica entregada en
forma de torque por los ejes en
empuje efectivo. La hélice,
genera empuje al dar velocidad a
una columna de agua, la que es
desplazada en dirección opuesta
al movimiento del buque.

4. Tipos de Propulsión de un Buque
HÉLICES DE PASO VARIABLES
En estas hélices el paso puede variar en cada radio (dependiendo
del diseño), pero es más común encontrarse aquellas donde
usualmente se reduce el paso cerca de las puntas para reducir la
presión de las aspas y la posibilidad de cavitación. En este tipo de
hélice sus aspas pueden girar alrededor de un largo eje para
cambiar su ángulo de ataque. La hélice puede crear una inversión
de empuje para el frenado o marcha atrás sin necesidad de
cambiar la dirección de rotación del eje.
HÉLICES DE PASO CONTROLABLE
Dicho sistema es comandado por un control remoto
desde la sala de control de máquinas. Las bombas
hidráulicas que generan dicha potencia son activadas
por motores eléctricos que giran permanentemente
paseando el fluido hidráulico. Normalmente hay dos, una
en operación y la otra de reserva
HÉLICES DE PASO FIJO
Estas hélices también se conocen como de “paso constante” lo
cual quiere decir que el paso en toda la superficie del aspa
(excepto los ángulos de aspa) no cambia. Son utilizadas en la
mayoría de las embarcaciones comerciales como remolcadores,
arrastraros, pesqueros, etc.
HÉLICES

5. Tipos de Propulsión de un Buque
SISTEMAS DE
TOBERAS
AZIMUTALES CICLOIDAL WATER JETS
Las toberas son utilizadas para
aumentar el rendimiento de la
propulsión, puesto que
proporcionan un empuje adicional.
Es un sistema que modifica la
velocidad del agua que ataca la
hélice y evita la formación de
remolinos alrededor de las puntas
de las aspas. Al pasar a través de
la tobera el agua sufre un aumento
de velocidad provocando una
mayor diferencia de presión y
proporcionando un empuje
suplementario.
Con este mecanismo, el barco
puede posicionarse o
mantenerse dinámicamente en
aguas abiertas, permitiéndolo
estar en posiciones
climatológicas adversas.
Consiste en una construcción
modular con sub-ensamblajes
mecánicos, hidráulicos y
eléctricos que aseguran una
instalación compacta y flexible.
Es un sistema altamente
maniobrable, siendo capaz de
cambiar la dirección del empuje de
forma casi instantánea. Es
ampliamente empleado en
remolcadores y transbordadores.
Estos propulsores tienen una rueda
con paletas articuladas y piezas
hidrodinámicas gracias a las
cuales, cuando giran, consiguen un
empuje positivo.
Consiste en un sistema propulsivo
a chorro, conocido como waterjet,
del inglés chorro de agua. Genera
propulsión gracias a la variación de
la cantidad de movimiento del agua
que está forzada hacia popa. Es
utilizado para propulsar barcos a
velocidades entre los 25-40 nudos
aproximadamente, debido a la gran
eficiencia propulsiva que tiene,
buena maniobrabilidad, reducción
de vibraciones y la posibilidad de
retardar o reducir la cavitación.

6. Clasificación de los Sistemas de
Propulsión de los Buques
El aire que entra por sotavento -parte convexa de la vela- se acelera al
tener que entrar en un canal más estrecho; el aire que entra por
barlovento -o parte cóncava- entra en un canal más amplio y, por lo tanto,
se desacelera.
BUQUES DE VELA
La propulsión a vapor, constaban de una caldera de vapor, que suministraba vapor a
una turbina y de un condensador refrigerado por agua. La turbina efectúa la
transmisión a través de una caja reductora.Los primeros barcos de vapor fueron
movidos por grandes ruedas de paletas, colocadas en sus costados.
BUQUES DE VAPOR
Utiliza motores de combustión para propulsarse. El desarrollo del motor de combustión
intera a finales del siglo XIX, y el desarrollo de los motores diesel, posibilitaron el diseño
de plantas generadoras de potencia de buques que son mucho mas útiles que las
plantas de vapor convencionales.
BUQUES DE MOTOR
Buques de propulsión eléctrica es aquel que emplea generadores eléctricos de
baterías para mover su propulsor. Los sistemas de propulsión electrica se caracteriza
por un bajo nivel de ruido y vibraciones, seguridad, redudancia, bajo consumo de
combustible, poca contaminación y una alta flexibilidad de instalacón.
BUQUES DE PROPULSIÓN ELÉCTRICA

7. PROPULSIÓN
NUCLEAR
TURBINA DE GAS
Clasificación de los Sistemas de
Propulsión de los Buques
BUQUES DE
CHORROS DE
AGUA
Un buque de turbina de gas orienta la
generacion de trabajo en un eje mediante el
generador de gases y la unidad generadora
de potencia, transformado su energia en
fuerza motriz.En primer lugar el aire entra
por la admisión de la turbina. Después, el
compresor aumenta la presión del aire
antes de que entre a la cámara de
combustión. Este aire comprimido se
mezcla con el combustible y se enciende
creando un gas caliente en expansión.
Finalmente, este gas expansivo impulsa la
turbina de potencia y genera energía
mecánica.
Emplea un reactor nuclear
como fuente de energía. Este
sistema es más utilizado en
sudmarinos de guerra debido
a que el excesivo consumo de
oxígeno impide la utilización
de motores diesel en los
sudmarinos, que navegan con
propulsión electrica, son lentos
y de poca autonomía.
Son aquellas cuya fuerza de
propulsión se produce al
expeler agua a elevada
velocidad por una tobera,
tambien conocidad como
Hidrojest aspiran agua a través
de las correspondientes bocas
de admisión y luego la expulsa
a alta presión, con lo cual
impulsa la embarcación habia
delante.

8. Tipos de Motores
usados en buques.
El
motor
Wärtsilä
RT-flex96C,
el
motor
más
grande
y
potenete
jamás
construido.
El motor es una de las partes mas importantes
del buque, es el elemento que nos permite
gobernar el buque con seguridad, navegar y
hacer todo tipo de maniobras
Que función
cumple.

9. Los tipos de motores marinos:
Motor fuerabordo.
Motor intraborda (Stern – drive).
Motor interno.
Turbinas jet.
Los grandes motores marinos

10. Motores
La motorización eléctrica de
los barcos está en pleno
auge.
Existen varios tipos de
motores de barcos que
respetan el medio ambiente
y son sostenibles, como por
ejemplo los motores de
propulsión eléctrica e
híbrida.
Son motores cada vez más
eficientes, sin embargo, no
permiten alcanzar grandes
velocidades como los
motores convencionales.
Estos motores dependen de
los bancos de baterías que
ocupan mucho espacio,
además suelen tener un
precio muy elevado. Por lo
tanto, hablamos de motores
que no siempre están al
alcance de todos.
Son motores que van
instalados en el espejo de la
popa, de la embarcacion.
Este tipo de motores son
usados mayormente por
embarcaciones de pescas.
Se caracterizan por ser
gasolineros, de fácil
instalación, ocupan poco
espacio, de baja potencia
(hasta 250 kw) pero de alta
revoluciones (aprox. 5000
RPM), además, pueden ser
de 2 o 4 tiempos.
Fuerabordo intraborda
Sun motor esta instalado
dentro del casco de la
embarción, y la hélice y la
transmisión esta por fuera
de ello.
Estos motores son
utilizados mayormente en
buques de pesca de
mediana altura, además,
pueden ser de 2 tiempo
(altas potencias, lentas) y 4
tiempos (media velocidad).
El motor y la transmisión son
montado dentro del casco,
solo la hélice y su eje estan
fuera de el.
Estos motores son de
grandes potencias, y se
utilizan en buques de pesca
de mediana y grandes alturas,
y buques mercantes (aprox.
80 000 KW).
Usan como combustible
diésel y pueden ser de 2
tiempo (baja revoluciones) y
4 tiempo (medianas
revoluciones).
(Stern – drive)
internos Eléctrica y híbridos

11. Los grandes motores marinos
Los motores diésel
remplazaron a los
motores de vapor el
siglo pasodo.
Esto se debe a que el
Diesel es muy fiable,
más sencillo y más
económico. Los
grandes motores diesel
de mercantes y grandes
esloras funcionan a
unas 100 revoluciones
por minuto.
. La lentitud de funcionamiento permite
utilizar combustibles muy densos como
el Fuel oil.
. El Fuel oil pesado es un liquido
oleaginoso y oscuro que hay que
precalentar antes de inyectar para que
disminuya su viscosidad.
Los motores diésel marino se
refiere a motores diésel que
sirve como el motor principal o
auxiliar en un buque. Exisnten
dos grandes grupos utilizados
en la marina comercial y militar.
. Son enormes y pueden llegar a tener
100.000 caballos de potencia con 14 cilindros.
. 25 metros de longitud, 2500 toneladas, lo
cual hace que se tengan que enviar y montar
pieza a pieza en el barco de destino.
. Estos grande monstruos consumen 13
metros cúbicos de Fuel por hora, es decir en
cada pistonazo explotan cerca de 200
centímetros cúbicos de combustible.

12. Mejores marcas de
motores de barcos
las marcas de
motores de barcos
más reconocidas del
mercado.
. Mercury.
. Envirude.
. Honda.
. Suzuki.
. Yamaha.
. Tohatsu.
. Ilmor.
. Indmar.
. MerCruiser/Mercury.
. Volvo Penta.
Wärtsilä RT-flex96C y es el motor de explosión más
grande y potente jamás construido. Se diseñó en 2006
para impulsar a los
barcos
portacontenedore
s que surcan los
océanos y lo
estrenó el Emma
Maersk, un buque
danés de 16.810
toneladas.
Es similar al que utilizan los
automóviles.
Dispone de 14 cilindros con
casi un metro de diámetro
cada uno (960 milímetros) y
sus pistones se desplazan a lo
largo de una carrera de 2,5
metros.
Con sus 27 metros de
largo y otros 13 de alto,
pesa 2.300 toneladas y
al funcionar, consume
7.500 litros de gasóleo
cada hora.
Con una cilindrada total de 25.480
litros, dotado de un turbocompresor y
sistema de inyección common rail,
desarrolla una potencia de 109.000
CV, pero a un régimen de giro
extremadamente bajo de entre 92 y
102 revoluciones por minuto.
También alcanza una fuerza de
empuje gigantesca, cifrada en
7.603.850 Nm

13. Como funciona un motor
diésel
Un motor diésel convierte el calor producido por la quema de un
proceso de combustión en energía para poder hacer girar un eje.
El combustible se mezcla con el aire dentro de los cilindros del
motor.
Dentro de cada cilindro hay un pistón unido a una biela que
empujado por la mezcla de este aire y combustible (expansión)
genera un empuje hacia abajo que hace mover cada pistón a un
tiempo determinado en función del numero de cilindros del que
disponga el motor.
Esta fuerza de empuje vertical que generan los pistones se une a
través de las bielas, con el cigüeñal del motor transformando así
este movimiento vertical que mencionábamos en un movimiento
rotativo, como el que hará la hélice.

14. Ciclo de un motor
1r Tiempo (Admisión): El pistón
desciende permitiendo la entrada de
aire a la cámara del cilindro.
2n Tiempo (Compresión): El pistón
sube y comprime el aire que hay
dentro del cilindro aumentando la
temperatura de este hasta unos
800ºC.
3r Tiempo (Expansión): Entra en el
cilindro el gasoil atomizado a través
de los inyectores, que al entrar con
contacto con el aire caliente se
inflama debido a la alta temperatura
del aire y la presión existente creando
un pequeña explosión forzando al
pistón a descender.
4t Tiempo (Escape): En este ciclo el
pistón al ascender expulsa los gases
resultantes de la combustión al
exterior y al llegar a su tope de
carrera ascendente vuelve a empezar
el 1r Tiempo de nuevo.

15. Sistema de refrigeración.
. El sistema de refrigeración es un elemento fundamental para el
funcionamiento del motor, el sobrecalentamiento desemboca en
muchas averías, con el consecuente resultado de acabar parándose
o clavándose.
• Refrigeración indirecta: Se trata del sistema más habitual, el agua del mar refrigera un
circuito cerrado de agua dulce (anticongelante) que pasa por dentro del motor gracias
a unos intercambiadores de enfriadores controlados por un termostato.
.
• Refrigeración directa: El agua del mar refrigera directamente el motor
pasando a través de él. Es un sistema muy sencillo pero provoca un
acortamiento considerable en la vida útil del motor pues el agua salada
causa mucha corrosión y hace que todas las partes del motor tengan
un periodo de duración radicalmente reducido. Es un sistema que esta
totalmente en desuso.

16. Baja.
Estos motor marino diésel es apto para me
dianos y motores para grandes embarcacio
nes y buques con un rango de 60-250
revoluciones por minuto
Alta.
2000 revoluciones por minuto, este motor marino diésel se instala en
embarcaciones deportivas o de recreo y en algunos pesqueros. Suelen
ser motores convencionales adaptados al medio marino, se refrigeran
con el agua del mar y disponen de una inversora para reducir la
velocidad.
Media.
Con hasta 1600 revoluciones por minuto en motores de cuatro
tiempos, esta opción se usa en pequeños y medianos barcos
(pesqueros, de carga…).
Velocidades optimas de
un barco.
En función del tamaño de la embarcación y de los tipos de motores que hay,
se necesitan unos tamaños y unas revoluciones:
está disponible en 4
-1 4 ci l i n d r o s co n
motores a dos tiempos.

17. •
•
Su ubicación en la parte baja de la embarcación
mejora la estabilidad y, estéticamente hablando, no
afeta el conjunto.
Como hemos adelantado, los motores intraborda
son muy fiables entre otras cosas porque la hélice
a más profundidad reduce las probabilidades de
ser afectada por la cavitación. Además, la mayoría
son diésel por lo que el mantenimiento es más
económico y su vida útil puede llegar hasta a los
30 años.
Ventajas de
los motores :
•
•
Su ubicación, aunque favorece la estabilidad, es de
difícil acceso y obviamente, sacarlos es costoso
(en ocasiones hay que cortar el casco). Además,
ocupan mucho espacio libre de la embarcación.
Los motores intraborda son más pesados y hacen
la navegación más lenta en comparación con los
motores marinos extraborda.
Desventajas
de los
motores
intraborda:

18. Para concluir este tema no esta más
que decir que el conocimiento
adquirido es muy valioso, siendo para
nosotros algo muy interezante y poder
ver y analizar lo que hemos podido
avanzar a través de los tiempos en
nuestra evolución.
Conclusión
Nada puede venir de la nada
(William Shakespeare)