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La mejor hélice del mundo para grandes embarcaciones

Una hélice en un pedestal en medio de la rotonda nos dice que pronto llegaremos al Centro de Investigación Hidrodinámica KONGSBERG, a las afueras de la ciudad sueca de Kristinehamn. Las hélices se han producido aquí, a orillas del lago Vänern, desde 1930.

Todo comenzó con la producción de impulsores para turbinas de agua cuando Suecia comenzó a utilizar la energía hidroeléctrica a fines del siglo XIX. A partir de ahí, la producción pasó a las hélices de barcos. El equipo de Kristinehamn puede mirar hacia atrás en más de 80 años de desarrollo y producción de hélices para barcos en todo el mundo.

Comenzamos nuestra visita en el centro de investigación dedicado al estudio de la hidrodinámica. Este es el estudio del movimiento de líquidos y gases a nivel macro, por ejemplo, cómo se comporta el agua cuando entra en contacto con una hélice giratoria. En el centro, nos encontramos con Mattias Neumann, Vicepresidente Senior de Hélices, y Göran Grunditz, Jefe del Centro de Investigación Hidrodinámica KONGSBERG y Propietario de Tecnología Clave para Hidrodinámica.

Göran pone un video que ilustra el núcleo de lo que hacen aquí en el centro. En el video, vemos una hélice girando en el agua en cámara lenta. Con cada rotación, aparecen burbujas de vapor de agua en los bordes de las palas de la hélice. Este fenómeno se llama cavitación y presenta un desafío constante para quienes trabajan con hidrodinámica.

“La cavitación crea ruido en el agua y vibraciones en el barco y puede hacer que las hélices se erosionen”, dice Göran Grunditz, quien ha trabajado en el diseño de hélices durante 20 años.

La mejor hélice del mundo.

Hoy, Kristinehamn tiene un historial impresionante, con clientes en alrededor de 120 países de todo el mundo. Suministran hélices para embarcaciones marinas que tienen demandas específicas de bajos niveles de ruido y vibración, como los cruceros que desean hélices silenciosas para proteger la vida marina y al mismo tiempo reducir el consumo de combustible. En los últimos años, la mitad de las nuevas ventas se han destinado a embarcaciones marinas, el resto a la marina mercante y en alta mar.

Pruebas independientes han demostrado una y otra vez que las hélices de Kristinehamn son las mejores del mercado. Muchos clientes eligen realizar lo que llaman una carrera, donde se prueban diferentes diseños de hélices entre sí.

“Cuando estamos en una situación en la que el cliente quiere probar la hélice, es muy raro que no salgamos victoriosos de la competencia. Es precisamente esta capacidad hidrodinámica la que nos permite desarrollar las hélices más silenciosas y con mayor eficiencia de combustible y satisfacer otras demandas específicas que los clientes puedan tener. Somos la única compañía en el mercado con esta capacidad ”, dice Mattias Neumann, Vicepresidente Senior de Hélices de Kongsberg Maritime Sweden AB.

Además del diseño de la hélice, Kristinehamn suministra lo que llaman cápsulas. Estos son sistemas de propulsión que utilizan un motor eléctrico conectado directamente al eje de la hélice. Toda la cápsula cuelga debajo de la embarcación y deriva energía de generadores o baterías a bordo de la nave. La cápsula se puede girar 360 grados para una mayor maniobrabilidad. La cápsula está disponible como una hélice de empuje o como una hélice que se empuja hacia adelante a través del agua, como lo hace la hélice en un avión en el aire.

“ELegance, como hemos llamado nuestro último pod, es realmente un producto para el futuro. La tendencia en la propulsión de buques se está moviendo hacia diseños más eléctricos, especialmente en el segmento de cruceros, donde las regulaciones ambientales se han vuelto más estrictas ”, dice Mattias Neumann.

Kristinehamn también está desarrollando chorros de agua, en los que el agua es absorbida por el casco y bombeada hacia popa. La sucursal coopera estrechamente con las sucursales de Kongsberg Maritime en Finlandia, así como en el oeste de Noruega.

Prueba y error en un túnel de agua.

El movimiento del agua es complejo y ha desafiado a físicos y matemáticos durante siglos. Es precisamente este enfoque científico el que eleva los sistemas de propulsión de Kongsberg Maritime en Kristinehamn por encima de la competencia.

Mattias Neumann y Göran Grunditz lideran el camino hacia las instalaciones de prueba, donde las tuberías de un metro de espesor corren desde el piso hasta el techo del edificio de cuatro pisos. La instalación se puede describir como un túnel de viento, donde hay agua que fluye a través del túnel en lugar de viento. El gran túnel de cavitación contiene 400 metros cúbicos de agua, que se bombean hacia un modelo a escala del diseño de la hélice que se está probando.

“Una hélice de barco no es un artículo de stock; se diseña uno nuevo para cada embarcación. El diseño se adapta al tamaño del barco, sus requisitos de velocidad, ruido y vibración y si necesita poder atravesar el hielo “, explica Göran Grunditz.

A través del vidrio del túnel de agua, Göran y sus colegas pueden estudiar lo que sucede cuando el agua se encuentra con la hélice a varias velocidades. Debido a la complejidad, todavía no es posible dar cuenta suficientemente de todos los factores a través de la simulación. A menudo es más rápido crear un modelo en lugar de esperar los cálculos de la computadora.

A lo largo de una pared hay una hilera de gabinetes con modelos numerados de hélices. La colección se remonta a la década de 1930 e incluye alrededor de 1.600 hélices con diferentes ángulos y formas de pala. Y eso no incluye las hélices para buques militares. Los diseños para ellos están sujetos a estrictos requisitos de seguridad.

“La hélice en una embarcación marina es un secreto militar muy bien guardado”, nos dice Göran.

A orillas del lago Vänern

Agradecemos a nuestros anfitriones por mostrarnos el Centro de Investigación Hidrodinámica de KONGSBERG y continuamos hasta la oficina central, ubicada a 10 minutos a orillas del lago más grande de Suecia, Vänern. Actualmente hay alrededor de 260 empleados trabajando en la ubicación de Kristinehamn de Kongsberg Maritime. En 2016, el mecanizado real de las hélices se separó del negocio. Ahora Kongsberg Maritime está a cargo de la asamblea, que tiene lugar en la sala del taller que pronto visitaremos.

Primero, conoceremos a dos de las personas que trabajan para suministrar a los clientes los mejores sistemas de hélice y propulsión del mundo. Lars-Johan Mårgård lidera el equipo de entrega en Kristinehamn, que consta de 12 gerentes de proyecto. Describe una vida laboral agitada pero gratificante en Kristinehamn.

“Usted es parte de todo el proceso, desde el pedido hasta que el cliente recibe la solución que desarrollamos para impulsar su embarcación. La cercanía al cliente, la cercanía a la tecnología, la participación en todo el proceso, desde la venta hasta la instalación final, son cosas que valoro ”, dice Mårgård.

Maria Bergsman trabaja en el mismo departamento y actualmente se encuentra en medio de varios proyectos de entrega.

“Uno de los proyectos es para Damen Shipyards en los Países Bajos, que está construyendo un crucero híbrido para SeaDream Yacht Club”, dice Bergsman.

Para este proyecto, Kongsberg Maritime suministra vainas ELegance de Kristinehamn como parte de un paquete más grande que también incluye motores Bergen, estabilización y sistemas de puente y automatización, acompañado de un paquete integral de tecnología eléctrica, de navegación e híbrida.

“Siento que el equipo aquí en Kristinehamn es realmente un apasionado de toda la tecnología emocionante que ayudamos a suministrar y garantizar que el cliente esté satisfecho”, dice Lars Johan Mårgård.

Mercado posventa rentable, desafíos en nuevas ventas

La parte más rentable del negocio en Kristinehamn es actualmente el mercado secundario. Las hélices de Kristinehamn se pueden encontrar en embarcaciones de todo el mundo. Usando datos GPS y AIS, Kongsberg Maritime puede rastrear dónde se encuentran las embarcaciones con sus sistemas de propulsión en un momento dado y qué velocidad están manteniendo.

Si, por ejemplo, descubren que la velocidad promedio de una embarcación se desvía de aquella para la cual fue diseñada la hélice, un cambio de hélice podría ahorrarle a la compañía naviera los mayores costos de combustible y emisiones con el tiempo, dice Mattias Skrinning, jefe de Soporte Global al Cliente.

Conocimiento sobre lo que se entrega y dónde está el activo más importante que tienen Mattias Skrinning y sus colegas.

“Si una embarcación está diseñada para 25 nudos pero elige ir a 17 nudos, tomará aproximadamente 18 meses compensar el costo de cambiar a una hélice diseñada para esa velocidad. Por lo tanto, siempre somos proactivos en nombre de nuestros clientes y sugerimos cualquier mantenimiento que deberían realizar y las mejoras que deberían realizar ”, dice Skrinning.

“¿Cómo se ve el mercado de nuevas ventas en el futuro?”

“Hay un mayor malestar en el mundo y muchos países se están preparando. Entonces, estamos viendo un mayor volumen de embarcaciones marinas y la mejora de las flotas navales. Estamos muy seguros de que nuestro nuevo módulo ELegance funcionará bien en muchos segmentos, como Ro-Pax, cruceros y yates grandes. En general, hay muchos mercados que se ven bien por el momento, donde esperamos aumentar el volumen en el futuro “, explica Mattias Neumann.

Megapropeladores

Nuestra visita a las instalaciones de Kongsberg Maritime en Kristinehamn concluye en la sala donde se ensamblan las hélices y los ejes antes de enviarlos a los astilleros de todo el mundo. Aquí nos encontramos con Thomas Wernholm, quien nos muestra con entusiasmo y explica cómo funciona la logística.

Kongsberg Maritime ha entregado hélices con diámetros de hasta 9,4 metros. Un sistema hidráulico permite cambiar el ángulo de las palas de la hélice incluso después de que la hélice se haya instalado en la embarcación. En una esquina de la sala, un grupo de empleados ha conectado mangueras hidráulicas a un cubo de hélice. La mecánica se prueba aquí antes de que el producto salga al cliente. En otra parte de la sala, las hélices y los ejes están cuidadosamente embalados y aprobados para su envío. Las pilas de tablas de madera están listas para construir cajas alrededor de las hélices que se envían.

“No hay dos hélices exactamente iguales, así que aquí construimos el embalaje desde cero para garantizar que los productos sean estables durante el transporte”, explica Thomas Wernholm.

Tras la adquisición de Rolls-Royce Commercial Marine a principios de este año, “del puente a la hélice” ha sido un lema clave para Kongsberg Maritime. Nuestra visita a Kristinehamn demuestra parte del alcance de las actividades relacionadas con la propulsión de buques que ahora se han convertido en parte de Kongsberg Maritime.

La sucursal en Kristinehamn también coopera estrechamente con las sucursales de Kongsberg Maritime en Finlandia, donde tiene lugar la producción real de propulsores, vainas y chorros de agua. Las hélices producidas en Ulsteinvik, Noruega, también se benefician de la experiencia en hidrodinámica aquí en Suecia.

El conocimiento es capital

Como discutimos en la introducción, sus habilidades hidrodinámicas son el factor clave que hace que Kongsberg Maritime en Kristinehamn sea el mejor del mundo en lo que respecta al diseño de hélices. En el desarrollo de nuevas hélices y cápsulas, los ingenieros también han analizado cómo se puede optimizar el flujo de agua desde la hélice hacia el timón. Según Neumann, se puede ganar aún más eficiencia al optimizar la interacción entre el casco, la hélice y el timón.

“Realmente nos gustaría participar en las primeras etapas de los proyectos y trabajar con las personas que diseñan los buques. Hemos desarrollado un producto que llamamos Promas, donde la hélice y el timón están integrados en un sistema para una eficiencia hidrodinámica óptima. El siguiente paso es influir en la forma de todo el casco para proporcionar al cliente la mejor solución. Y ese conocimiento está aquí en Kristinehamn.

El hecho de que el capital se encuentre en el conocimiento de los empleados es un punto que Matthias Neumann desea conducir a casa.

“El conocimiento de los trabajadores aquí en Kristinehamn es lo que crea todo esto. Se ha construido a lo largo de muchos años. Estamos construyendo sobre las habilidades hidrodinámicas y mecánicas de nuestro equipo de ingeniería.

“Ahora eres parte de Kongsberg Maritime. ¿Qué oportunidades crees que se abrirán en el futuro?

“Estamos ansiosos por convertirnos en una parte integrada de Kongsberg Maritime. Ya hemos comenzado a conocer personas de diferentes partes del sistema, lo que abre la posibilidad de proyectos de colaboración interesantes. Creemos que es muy emocionante ver el conocimiento que KONGSBERG posee dentro de los sensores y la robótica, y como parte de las Soluciones Integradas de Kongsberg Maritime, vemos mayores oportunidades para entregar sistemas completos desde el puente hasta la hélice en el futuro ”, concluye Mattias Neumann.  Por:,TEXTO: Ove Ronny Haraldsen // FOTO: Ove Ronny Haraldsen //

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