Estabilizadores
giroscópicos para el barco
¿Recuerda haber
puesto a girar una rueda de bicicleta a toda velocidad mientras
sujetaba el eje con las manos? Alterar el eje de giro se hacía
sorprendentemente muy duro. Y esto es exactamente el
funcionamiento de sistema ARG (Anti-Rotación-Giroscópica)
Si ha pasado
un día fondeado en una cala poco protegida o demasiado abierta a
la mar, sabrá lo molesto que son los movimientos de balanceo del
barco, que pueden llegar a marear al mejor de los marinos. Hacer
una comida en el barco y en estas condiciones puede llegar a
poner de “mala uva” a toda la familia. En estos casos es normal
que el patrón acabe levando el ancla en busca de otra cala mejor
protegido, lo cual a veces se torna imposible en los concurridos
días de Agosto.
Para solucionar estos molestos balanceos, se puede recurrir a la
estabilización giroscópica, algo de sobra conocido pero que
hasta ahora no había sido aplicada a los yates de recreo. Dentro de la caja lo único que hay es un gran volante
de inercia que gira con bajo rozamiento sobre cojinetes de muy
baja fricción e impulsado por un motor eléctrico. El pesado
disco rota hasta 2.000 ó 4.400 Rpms dependiendo del modelo. La
masa puesta en rotación también depende del modelo y puede ser
desde 290 Kilos a 1.700 kilos.
Astilleros de
gran renombre como Ferreti o Bertam ya utilizan este
estabilizador en algunos de sus modelos. El “ARG” es capaz de
eliminar una buena parte del la molesta inestabilidad del barco
en sus movimientos de balance. Cuando el barco avanza, estos
movimientos pueden ser eliminados o disminuidos mediante flaps
de estabilización dinámica.
Una empresa Rusa ha puesto a punto
un sistema de estas características que utiliza un captador
giroscópico para actuar de forma muy rápida de forma electrohidráulica sobre estos flaps que van corrigiendo los
cambios de balance del barco. De hecho no es nada nuevo, como
podrá contemplar al ver las de un avión comercial en pleno
vuelo. Los sistemas aviónicos de navegación van corrigiendo
constantemente el movimiento de alabeo del avión al actuar sobre
los alerones estabilizadores. Este mismo sistema aplicado a los
grandes yates de motor parece ser de gran efectividad.
¿Pero qué
pasa cuando el barco avanza a poca velocidad, o está fondeado en
una cala? Pues que ya pueden “chapotear” todo lo que quieran los
flaps, que al no haber velocidad sobre el agua no hay
posibilidad de generar ninguna fuerza correctora.
Si cogemos
una rueda, como la de una bicicleta y la sujetamos con fuerza
mientras gira, comprobaremos lo difícil que resulta inclinar el
eje por el que la tenemos sujeta. Así de sencillo es el
estabilizador giroscópico.
El efecto
giroscópico se opone a que cambiemos el eje de giro o los
cabeceos del barco, y será mayor cuando más grande y más rápido
gire la rueda.
En este caso
el sistema ARG de Mitsubishi, toma el relevo y trabaja en la corrección de los
movimientos indeseados. Mientras no existan cabeceos el sistema
no genera ninguna fuerza de corrección, pero si llega una ola
que intente escorar el barco, se genera una fuerza o par de
corrección que tiende a evitar el cambio del eje del giróscopo o
lo que es lo mismo, a estabilizar el barco. En los yates de
grandes esloras, se pueden instalar varios de estos ARGs para
conseguir aumentar el par de estabilización. La estabilización
conseguida puede superar el 50%. Pero el precio de los equipos
es de varias decenas de miles de euros...
Existen
varios modelos de ARG y por ejemplo el modelo MSM-4000 de
Mitsubishi pesa 700 kilos en total con un consumo de 3
kilowatios de potencia alimentado por corriente alterna a 200
voltios en trifásica y produce un momento angular de
estabilización de 5.000 Nms (Newtons metro segundo).
Ventajas del sistema ARG
A
diferencia de los flaps estabilizadores, el ARG está
totalmente contenido en una unidad fácil de instalar.
El
sistema no introduce resistencias hidrodinámicas
adicionales pues ningún elemento toca el agua. No se añade
ningún apéndice mojado. No hay pérdidas de rendimiento en
velocidad o consumo, ni posibles daños a piezas en
contacto con el agua.
Como el
dispositivo no depende del flujo del agua, el ARG es
efectivo incluso a poca velocidad o estando totalmente
parados, que es cuando a veces es más necesitado.
El
sistema giroscópico puede ser instalado en muchos lugares
del barco. Incluso es posible instalar varias unidades
para aumentar la efectividad del sistema.
El
sistema Arg no requiere mantenimientos periódicos o
ajustes de ningún tipo. Todos sus componente están
contenidos en la unidad a la que solo es necesario
alimentar con corriente eléctrica. No hay riesgos ni
fallos. El coste operativo es mínimo.
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El sistema
de la peonza
Así es. El sistema no
es más que una enorme peonza, puesta en rotación por un motor
eléctrico y con gran masa de giro, lo cual produce un enorme
momento cinético que no es otra cosa más que la inercia al
cambio en el eje de giro.
El momento angular
es el producto de la masa por la velocidad de giro. O lo que es
lo mismo, este momento será mayor, cuanto más rápido gire el
volante de inercia, cuanta más pese el disco y cuanto más
alejada o de mayor diámetro sea este volante de giro.
El sistema consiste en un volante de inercia que gira en un
eje vertical, montado todo el conjunto sobre un cardán para que
este eje de giro pueda permanecer en posición vertical a pesar
de los cabeceos o cambios de asiento del barco. Gracias a este
cardán, todo el par estabilizador generado por el momento
angular del giróscopo se aprovecha en la corrección del balanceo
al permanecer el eje de giro en la vertical. Para entenderlo
mejor suponga que el ARG no tuviese cardan. Entonces el eje del
giróscopo corregiría tanto los movimientos de balanceo como los
movimientos de cabeceo, en detrimento naturalmente del par
corrector de balanceo.
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