buque de doble acción

Un buque de doble acción es un tipo de rompehielos diseñado para avanzar en aguas abiertas y hielo delgado, pero dar la vuelta y avanzar hacia atrás en condiciones de hielo grueso. De esta manera, el buque puede operar de forma independiente en condiciones de hielo severas sin la asistencia de un rompehielos, pero manteniendo un mejor desempeño en aguas abiertas que los rompehielos tradicionales. ^{[ 1 ]}

Los buques de doble acción que transportan carga líquida se denominan generalmente buques tanque de doble acción . A principios de la década de 1990, el Centro de Tecnología Ártica de Kværner Masa-Yards (MARC) desarrolló el concepto para el transporte de petróleo entre el Ártico ruso y Europa, y el primer buque tanque de doble acción, el petrolero finlandés de crudo Tempera , se entregó en 2002. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

A principios de la década de 1990, estudios realizados por Kvaerner Masa-Yards demostraron que la eficiencia del buque en aguas abiertas es un factor tan importante como su capacidad para operar en condiciones de hielo difíciles en el transporte de petróleo desde el Ártico ruso a Europa. Esto se debía a que, en una ruta directa, el 90 % del tiempo se pasaría en aguas abiertas. También se descubrió que el transporte directo e independiente con un buque capaz de navegar tanto en hielo como en aguas abiertas era una alternativa más económica en comparación con el transbordo , es decir, el uso de diferentes buques para diferentes partes del viaje, o los buques convencionales que dependen de la asistencia de rompehielos. ^{[ 1 ]}

Aunque en el pasado se construyeron buques de carga rompehielos, sus cascos siempre representaban un compromiso entre el rendimiento en aguas abiertas y la capacidad de romper el hielo. Una buena proa rompehielos, diseñada para romper el hielo doblándolo bajo el peso del buque, tiene características muy deficientes en aguas abiertas y es susceptible a golpes en condiciones climáticas adversas. Sin embargo, una proa bulbosa hidrodinámicamente eficiente aumenta considerablemente la resistencia al hielo, lo que la hace inadecuada para los rompehielos. ^{[ 3 ] [ 4 ]} Como resultado, la eficiencia total de los buques rompehielos es entre un 20 % y un 40 % menor que la de los buenos buques de aguas abiertas de tamaño similar, principalmente debido a la forma de la proa. ^{[ 1 ]}

A finales del siglo XIX, los capitanes que operaban barcos en aguas heladas descubrieron que a veces era más fácil romper el hielo navegando marcha atrás. ^{[ 3 ]} Aunque no se sabía en ese momento, esto se debía a que las hélices orientadas hacia adelante generaban un flujo de agua lubricante que reducía la resistencia del hielo al disminuir la fricción entre el casco del barco y el hielo. ^{[ 5 ]} Sin embargo, como la capacidad de dirección de un barco se reduce considerablemente al navegar marcha atrás, no podía considerarse un modo de operación principal. Estos hallazgos dieron lugar a la adopción de hélices de proa en los rompehielos más antiguos que operaban en los Grandes Lagos y el Mar Báltico , pero en las condiciones de hielo más severas del Ártico no se podían usar porque el riesgo de que las hélices de proa se dañaran con témpanos de hielo plurianuales era demasiado grande. Además, las hélices orientadas hacia adelante tienen una eficiencia de propulsión muy baja y aumentan considerablemente la resistencia del barco en aguas abiertas, lo que las hace inadecuadas para los buques mercantes. ^{[ 1 ] [ 3 ]}

Debido a las limitaciones de los sistemas de propulsión tradicionales, el concepto de buque de doble efecto no se consideró seriamente hasta el desarrollo de unidades de propulsión eléctricas tipo cápsula que combinan las ventajas del tren motriz diésel-eléctrico , ya ampliamente utilizado en rompehielos, con la excelente maniobrabilidad de los propulsores azimutales . ^{[ 1 ]} Desarrollada inicialmente como una cooperación entre la corporación multinacional de equipos eléctricos ABB Group y el astillero finlandés Masa-Yards a finales de la década de 1980, la nueva unidad de propulsión se conoció como Azipod (una combinación de "propulsor azimutal" y "unidad de propulsión tipo cápsula"), que hoy es una marca registrada de ABB Group. ^{[ 6 ]}

La superioridad de la propulsión eléctrica con pods en buques rompehielos, especialmente al navegar marcha atrás, quedó demostrada cuando se instaló el primer pod de propulsión en el buque de mantenimiento de canales Seili , propiedad de la Administración Marítima Finlandesa , en 1990. Antes de la conversión, el buque no podía romper el hielo marcha atrás, pero después de que la hélice y el timón fueran reemplazados por una unidad Azipod de 1,5 MW, pudo navegar marcha atrás en hielo plano de hasta 0,6 metros (2 pies) de espesor . El buque también podía ser gobernado fácilmente al navegar marcha atrás en hielo. Cuando los buques tanque de productos Uikku y Lunni fueron convertidos a propulsión Azipod en 1993 y 1994, respectivamente, el resultado fue un aumento similar en la maniobrabilidad y la capacidad de romper el hielo. Aunque los buques fueron diseñados originalmente con capacidad para romper el hielo en mente, después de la conversión, la resistencia al hielo plano al navegar marcha atrás era el 40% de la que presentaban al romper el hielo hacia adelante, a pesar de que los buques estaban equipados con una proa rompehielos y no fueron diseñados para romper el hielo marcha atrás. ^{[ 1 ] [ 3 ]} 

Las pruebas de modelos realizadas por MARC en 1994 demostraron que un buque de doble efecto equipado con una unidad de propulsión Azipod podía romper crestas de hielo en movimiento continuo en lugar de embestir como los rompehielos convencionales. También requería menos potencia para navegar en hielo plano que los diseños tradicionales, lo que resultaba en una reducción del 40-50% en la resistencia del hielo debido al efecto lubricante del flujo de agua inducido por la hélice, un diseño de popa más abierto y la posibilidad de que las hélices molieran (trituraran) el hielo. ^{[ 3 ]} También se descubrió que la capacidad de romper hielo de un rompehielos equipado con Azipod que operaba en reversa en hielo plano era superior a la de los rompehielos tradicionales, independientemente de la configuración de propulsión. ^{[ 1 ]}

• Rompehielos oblicuo : rompehielos asimétrico que puede romper el hielo lateralmente para abrir un canal ancho.