Este documento describe los diferentes tipos de sistemas de propulsión de buques, incluyendo ruedas de paletas, hélices convencionales, hélices de paso variable, hélices con tobera, propulsores de eje vertical Voith-Schneider, propulsores a chorro, hélices CLT, propulsores acimutales, y hélices contrarrotativas. Cada sistema se describe brevemente, destacando sus características clave y aplicaciones típicas.

1. TIPOS DE SISTEMAS DE PROPULSIÓN
DE UN BUQUE
Uno de los principales elementos que componen el sistema complejo que es un buque
es la propulsión. Los sistemas de propulsión son los encargados de conseguir que el
buque se mueva a partir del empuje generado por ellos, con lo cual es uno de los
factores más importantes a tener en cuenta en su diseño, porque según las
características del buque y sus tareas a realizar le convendrá más uno u otros sistema
de propulsión
Realizado por:
Abel Lugo
Ci:28.668.313
José Valderrama
Ci:30.675.241
Ing. Naval
3er semestre

2. RUEDA DE PALETAS
• El uso de la rueda de paletas puede atribuirse a Fulton, que la acreditó con su Clermont,
barco de vapor botado en 1807.
• Las primeras ruedas de paletas eran de madera. Estas ruedas estaban constituidas por
tablas de madera que formaban radios a partir de un núcleo central. Con el paso del
tiempo, estas ruedas fueron fabricándose en hierro aunque las paletas siguieron
fabricándose en madera. Ejemplos de este tipo de embarcación son los famosos vapores
de ruedas que circularon por el Misisipi.
• Muchos de los buques que utilizaban la rueda de paletas para propulsarse,llevaban
mástiles con velas al mismo tiempo. Este tipo de barco de vapor tendría mucho éxito en
la navegación fluvial, ya que requerían poco calado aunque como inconveniente la
manga aumentaba de manera considerable.
• Cuando se navegaba a vela, era necesario desmontar las ruedas ya que ofrecían una
gran resistencia al avance y daban lugar a momentos de arribada, que había que
corregir de manera constante con el timón. Sin embargo,estas operaciones de
desmontaje en cubierta eran peligrosas por lo que se desarrollaron diseños de paletas
articuladas o con posibilidad para desacoplar las bielas y así dejar “locas”las ruedas.

3. HÉLICE CONVENCIONALES
• La hélice es un dispositivo mecánico formado por un conjunto de
elementos denominados palas o álabes, montados de forma
concéntrica y solidarias de un eje que, al girar, las palas trazan
un movimiento rotativo en un plano.
• El inventor de la primera hélice operativa para propulsar un
buque fue el checo-germano Josef Ressel, quien solicitó la
patente austriaca el 28 de noviembre de 1826. Los primeros
diseños tenían entre 3 y 6 palas, aunque con el paso del tiempo
se determinaría que los mejores rendimientos se darían para
buques con hélices de 3 ó 4 palas.
• Cuando se proyectaron las primeras hélices, se hicieron muy
parecidas a las hélices actuales aunque sin acabar de entender
bien su funcionamiento. En un principio, al igual que pasó con las
ruedas de paletas, se pretendía que las hélices pudiesen
acoplarse y desacoplarse de un buque a otro. Sin embargo se
dedujo que no era así y fue el comienzo de las primeras teorías y
formulaciones.

4. HÉLICES DE PASO VARIABLE
• Las hélices de paso variable / palas controlables / palas
orientables son un tipo de propulsores cuyas palas pueden girar
alrededor de su eje para cambiar su ángulo de ataque. Muchas
veces, estas hélices se utilizan para invertir el movimiento, es
decir, que pueden crear una inversión de empuje si el ángulo de
ataque se sitúa en valores negativos, lo cual permite el frenado o
la marcha atrás sin necesidad de cambiar la dirección de
rotación.
• Ya en los tiempos en que los primeros buques navegaban, se
pensó en la conveniencia de poder variar el paso u orientación
de estas palas. En principio se barajaron diferentes hipótesis
para llevar a cabo los giros de las palas mediante mecanismos
externos operados desde cubierta o un mecanismo localizado
en el interior del núcleo y enviado a través de una barra situada
en el interior del eje hueco del propulsor, que es el que perduró.
• La tecnología para el cambio del paso ha ido perfeccionándose
hasta la actualidad ya que las fuerzas necesarias para girar las
palas son excesivas ya que son del orden del empuje que
proporcionan

5. HÉLICE CON TOBERA
• Los primeros ensayos que se realizaron con hélices en toberas
fueron un fracaso pero la idea estaba en la cabeza de los
inventores y científicos. Poco a poco y a medida que se fueron
corrigiendo errores se consiguió lo que se pretendía desde un
principio, aumentar el empuje de la hélice para una potencia
dada.
• Esto se consigue gracias a que la tobera dirige agua hacia el
propulsor con un incremento de velocidad que origina una
depresión en la entrada de la misma, lo que da lugar a que la
propia tobera también empuje
• Para 1933 ya se diseñaban buques propulsados mediante estas
hélices, sobre todo remolcadores, buques con poca velocidad y
mucha carga en los que se montaban toberas de gran tamaño.
• Otra utilidad que tienen estas toberas es que, si giran alrededor
de un eje vertical sobre la hélice y se orientan, se puede desviar
el chorro haciendo que la tobera participe también de timón

6. PROPULSORES DE EJE VERTICAL VOITH-
SCHNEIDER
• El sistema de propulsión Voith Schneider recibe su nombre del ingeniero austriaco Ernst Schneider,
que lo inventó en 1926,y el de la firma alemana J.M.Voith, que lo fabrica.
• Consta de una rueda de paletas articuladas que contiene un conjunto de álabes verticales de perfil
hidrodinámico mediante los cuales, durante todo el giro de la rueda, se consigue que el empuje sea
positivo. Cada uno de estos álabes puede cambiar de orientación girando individualmente sobre su
propio eje vertical haciendo que el conjunto provea empuje en cualquier dirección que se desee.
• Los barcos que montan este propulsor suelen tener poco calado y necesitar una gran
maniobrabilidad

7. PROPULSORES A CHORRO O HODROJET
• Estos propulsores tienen un procedimiento de
funcionamiento por el que se impulsa hacia
adelante un objeto como reacción a la expulsión
hacia atrás de una corriente de líquido o gas a
gran velocidad. Funcionan de acuerdo con la
Tercera Ley de Newton: cada acción tiene una
reacción igual y opuesta.
• Un hidrojet o chorro de agua, es un sistema de
propulsión que, en náutica, se realiza mediante un
chorro de agua. El agua entra en el hidrojet por la
brida de entrada situado en la parte inferior del
casco, a la velocidad del barco, y se acelera a
través de la unidad de bomba. La presión de agua
dentro de la entrada se incrementa por la bomba
y es forzada hacia atrás a través de una tobera.
Finalmente se descarga a gran velocidad a través
del espejo.

8. HÉLICES CLT
• Las hélices CLT (Contracted Loaded Tip) fueron diseñadas por la
empresa española SISTEMAR y con el uso de las mismas se han
demostrado ahorros de consumo de combustible superiores al 10 %.
Los primeros desarrollos teóricos y los resultados de ensayos de
modelo en este tipo de hélices fueron publicados en
1976,desarrollando el concepto de las llamadas hélices TVF (Tip
Vortex Free). El concepto CLT fue desarrollado en 1986 como un paso
adelante.
• La diferencia de las hélices convencionales con las CLT es que en éstas
últimas, en los extremos de las palas se sitúan unas placas de cierre
que permiten que exista una diferencia apreciable de presión en las
proximidades de los extremos de las palas. Estas placas de cierre están
situadas en la cara de presión de las palas para poder conseguir una
mayor sobre presión aguas abajo. La depresión en la cara de succión
originada por una hélice CLT es mucho menor que para una hélice
convencional equivalente mientras que la sobre presión aguas abajo es
mucho mayor. Se demuestra teóricamente que, cuanto mayor es la
diferencia de presiones en ambas caras, mayor es el rendimiento de la
hélice.
• Estas placas de cierre impiden que se generen torbellinos de extremo
de pala, lo que supone que las fuerzas fluctuantes de presión son
menores en las hélices CLT y en consecuencia también son menores
los niveles de ruidos y vibraciones a bordo.

9. PROPULSOR ACIMUTAL
• Consiste en una hélice con eje vertical sobre el que puede darse un
giro 360º. De esa manera, el propulsor puede orientar su impulso
mejorando la maniobrabilidad y en casos,que sea innecesario el uso
del timón.
• La primera propulsión acimutal fue concebida en 1955 y desde
entonces,se ha instalado en remolcadores,buques offshore, buques de
crucero, ferries y especialmente los que necesitan maniobrar mucho.
Este tipo de propulsores viene aplicándose cada vez en mayor medida,
tanto en embarcaciones deportivas como en grandes buques,ya que
les confiere una maniobrabilidad absoluta y muy diferente a los
sistemas de propulsión convencionales además de otras muchas
ventajas.
• Estos sistemas pueden disponer de hélices de paso fijo o variable,
siendo las de paso fijo las más utilizadas para remolcadores,
transbordadores y barcos de abastecimiento. Por otro lado también
pueden disponer de propulsores retráctiles, que se utilizan como
propulsión auxiliar para posicionamiento dinámico en los buques

10. HÉLICES CONTRARROTATIVAS
Las hélices contrarrotativas (CRP) se conocen desde
1836. Son usadas normalmente en torpedos y botes
rápidos. Aunque sus buenas propiedades
hidrodinámicas eran muy conocidas, no consiguieron
mucha popularidad como propulsores de los buques
debido a la complejidad mecánica asociada con ejes
largos, sus rodamientos y sellado.
Sin embargo, el concepto CRP fue usado con éxito en
algunos buques mercantes, principalmente en Japón. Se
tiene conocimiento de haber conseguido un ahorro de
potencia de hasta un 16 % en un buque al que se le
cambió una hélice convencional por una CRP.
En el número de mayo de 2004 de la revista, podéis leer
un artículo mucho más extenso sobre esta modalidad de
hélices.