Barcos superrápidos

2002/01/20 Carton Virto, Eider - Elhuyar Zientzia

• Garraioak

Los buques mercantes actuales son muy lentos. ¡Imagínate! De media, se mueven un poco más rápido que su amigo que corre y necesitan una semana para cruzar el Atlántico. Si fuera un viaje de placer, bueno, pero siendo mercancías, siempre mejor más rápido. Hasta ahora había impedimentos técnicos ineludibles, pero se han puesto en marcha barcos que van a superarlos y que van de Europa a América en tres días.

El factor más importante que impide que los buques mercantes tomen una gran velocidad es la “ola cautiva”. La ola cautiva, tal y como su nombre indica, es una ola y se llama cautiva porque se forma el empuje del barco y se mueve con él. Es decir, a cada barco le corresponde su propia ola cautiva. Hasta la fecha, esta singular ola ha limitado en gran medida el desarrollo de buques mercantes en cuanto a velocidad.

El oleaje cautivo es, en general, igual que el oleaje producido por el viento, es decir, sigue las mismas leyes físicas, pero también está estrechamente relacionado con el barco que lo ha creado. Por ejemplo, cuanto más grande sea el barco, mayor será el oleaje; la velocidad de la ola dependerá también del tamaño del barco. Los buques mercantes son grandes y generan grandes olas cautivas.

Prisionero de la ola cautiva

Mientras la ola va por delante del barco no hay problemas, pero si el barco supera la velocidad de la ola, ahí empiezan las comeries. La ola se alarga, aumenta y el pop del barco se hunde en las profundidades entre las cumbres. Hundiendo la popa, el rozamiento entre la ola y el barco aumenta considerablemente y disminuye la velocidad del buque. Este fenómeno hace que los modernos buques mercantes no superen los 42 km/h.

Las características de la ola cautiva fueron descritas y analizadas por el arquitecto naval William Froude en el XIX. En el siglo XX, y a partir de los 42 km/h, la fricción de la ola cautiva se convierte en un inconveniente. Esta presunción sigue vigente en la actualidad, ya que los envases no pueden funcionar más rápido sin derrochar energía.

Por otro lado, la propulsión de los envases también impone limitaciones a la velocidad. Por ejemplo, a partir de una velocidad de 55 km/h (si se alcanzara alguna vez) se produce una cavitación en la hélice, es decir, se crean cavidades o huecos de aire alrededor de las palas de hélices. Esto provoca vibraciones peligrosas y el envase pierde fuerza de empuje.

Este problema tuvo lugar en los aviones y fue solucionado con motores de reacción y cambio de diseño de las alas. En el caso de los buques de mercancías, se están desarrollando turbinas de gas y motores de chorro de agua para solucionar el problema de las hélices. Son perfectos para circular a alta velocidad, aumentando la eficiencia con la velocidad y no generando cavitación.

Pero mejorar la propulsión no es suficiente para superar la ola cautiva, si los barcos siguen arrastrando el agua. Los barcos necesitan diseños que les permitan atravesar el agua o la ola.

Diseños innovadores

Para superar el hito de la velocidad, varias empresas han presentado diseños innovadores de buques mercantes. El ingeniero británico Nigel Gee y el consorcio ADX Express quieren utilizar el diseño Pentamaran para superar la ola cautiva y poner a los buques mercantes a 70 km/h. Los buques pentamaran tendrán 280 metros de eslora y capacidad para transportar 8.000 toneladas de mercancía. Pero la aportación de los barcos Pentamaran no está en tamaño, sino en velocidad, ya que, como hemos dicho, atravesarán el Océano Atlántico a 70 km/h.

La clave del misterio está en el diseño de los envases, en su relación longitud y anchura. Los recipientes en pentama serán más largos y estrechos que los convencionales, al igual que los envases de vikingos. Al ser el barco más delgado, producirán menos olas cautivas y, en lugar de empujarlas, serán capaces de atravesar las olas. De esta forma podrán mantener velocidades elevadas. La quilla del primer Pentamarán estará lista en 2003. Al principio sólo van a hacer barcos de mercancías, pero ya están pensando en los barcos de pasajeros y en los ferrys.

El hecho de que los envases comerciales hasta ahora sean anchos se debe a su sencillez, en general, los envases largos y estrechos suelen ser más inestables que los grandes. Para superar el obstáculo, el ingeniero Nigel Gee ha dotado externamente a Pentamaran de una estructura especial para que sean estables.

La compañía FastShip Atlantic, de Filadelfia, está siguiendo el mismo objetivo, pero han abordado por otro lado el problema de la ola cautiva. En lugar de construir barcos más estrechos, han diseñado barcos con una proa profunda en forma de V y una popa plana de poca profundidad. Es decir, los bajos de los FastShip serán cóncavos.

Gracias a este diseño hidrodinámico consiguen reducir considerablemente el rozamiento del oleaje cautivo. A alta velocidad se forma una cima artificial en la popa que ayuda a levantar el extremo posterior del recipiente para evitar que el pop llegue al fondo. De esta forma compensan el efecto de fricción de la ola cautiva. La ola artificial, además, proporcionará estabilidad al barco en condiciones de mar abrupto y no perderá velocidad. El objetivo es, de nuevo, construir un buque mercante que circule a 70 km/h en un plazo de dos años.

Publicado en 7k.