Sistemas de Propulsión Naval: Tipos y Funcionamiento Técnico

Sistemas de Propulsión Combinada en Buques

1. COGAS (Combined Gas And Steam)

Aprovecha la alta temperatura de los gases de escape de la turbina de gas para calentar una caldera de recuperación y generar el vapor que moverá la turbina de vapor. No están diseñados para operar por separado porque se perdería toda la eficiencia del ciclo. Si la transmisión final a la hélice es eléctrica en lugar de mecánica, el sistema se denomina COGES (Combined Gas-Electricity-Steam).

2. COGAG (Combined Gas And Gas)

Consiste en dos turbinas de gas conectadas a un mismo eje de hélice que pueden funcionar de manera individual o simultánea. Se suele emplear una turbina pequeña y eficiente para la velocidad de crucero económica, y se acopla una segunda turbina de gran potencia cuando el buque requiere alcanzar su velocidad máxima. Su gran ventaja es el ahorro de espacio frente a los motores diésel.

3. COGOG (Combined Gas Or Gas)

Dispone de dos turbinas de gas (una de baja potencia para crucero y otra de gran potencia para alta velocidad), pero con la condición de que nunca funcionan juntas. Mediante un sistema de embragues automáticos, se selecciona una u otra según la necesidad. Esto permite utilizar cajas de transmisión mecánicas mucho más simples, ligeras y económicas.

4. COSAG (Combined Steam And Gas)

Combina turbinas de vapor convencionales (alimentadas por calderas de combustible líquido) con turbinas de gas, pudiendo operar de forma independiente o conjunta. Fue el sistema pionero en la primera generación de buques militares con turbinas de gas, buscando unir la autonomía y fiabilidad del vapor en crucero con la rapidísima aceleración y arranque de los motores de gas.

5. CODAD (Combined Diesel And Diesel)

Es un sistema puramente mecánico y de gran robustez que acopla dos o más motores diésel marinos a un único árbol de hélice. Al igual que los sistemas "And", los motores pueden embragarse de forma independiente para ahorrar combustible a velocidades bajas o trabajar conjuntamente para sumar sus potencias en situaciones de máxima exigencia.

6. CODAG (Combined Diesel And Gas)

Utiliza motores diésel de alta eficiencia para la navegación económica en modo crucero y suma una turbina de gas cuando se necesita velocidad máxima. Debido a la enorme diferencia de potencia y revoluciones entre ambos sistemas, requiere obligatoriamente hélices de paso variable y cajas de transmisión multivelocidad muy complejas para evitar sobrecargas. Existe una variante alemana llamada WARP que separa físicamente los empujes usando un hidrojet central para la turbina.

7. CODLAG (Combined Diesel-Electric And Gas)

Una evolución avanzada del CODAG donde los motores de crucero son eléctricos, alimentados por generadores diésel, mientras que la turbina de gas se acopla mecánicamente solo para alta velocidad. Al aislar acústicamente los generadores del casco del buque, se elimina casi por completo el ruido bajo el agua, lo que convierte a este sistema en el diseño estándar para las fragatas modernas de guerra antisubmarina.

8. CODOG (Combined Diesel Or Gas)

Utiliza un motor diésel para velocidades de crucero o una turbina de gas para alta velocidad, pero nunca operan a la vez (cuando la turbina arranca, el diésel se desacopla automáticamente). Al no sumar sus potencias, obliga a instalar una turbina de gas más grande y potente que en un sistema CODAG, pero a cambio ofrece una transmisión mecánica muchísimo más simple, barata y fiable. Es el sistema que utilizan las fragatas españolas de la clase F-100 (Álvaro de Bazán).

El concepto de Pinch Point

El pinch point (o punto de estrechamiento) es la diferencia mínima de temperatura que se produce en el interior de la caldera de recuperación (HRSG) entre los gases de escape calientes de la turbina de gas y el fluido que se evapora para la turbina de vapor. Este parámetro actúa como el limitador técnico fundamental del sistema, ya que su influencia define de forma analítica mediante la ecuación de balance energético la relación de gastos másicos, la cual determina cuántos kilogramos de vapor se pueden generar por cada unidad de masa de gas de escape.