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EMBRAGUES Y FRENOS MARINOS CON REFRIGERACIÓN OPTIMIZADA
El entorno marino es extremadamente duro, y producir equipos capaces de trabajar de
modo fiable y eficaz en este entorno exige el empleo de proyectistas con amplios
conocimientos en materiales avanzados. Neil Wright, director gerente de Wichita
Clutch, evalúa los requisitos de los embragues y frenos marinos modernos que
realizan un trabajo crucial en una variedad de aplicaciones.
A medida que las prospecciones marinas de petróleo y gas natural se extienden a
profundidades mayores, los equipos empleados en la explotación de estas nuevas
reservas deben desarrollar prestaciones mucho más elevadas. Sin embrago, para ello
no es suficiente simplemente aumentar el tamaño de los nuevos equipos, dado que la
disponibilidad de espacio libre en los buques sigue siendo limitada. Lo que se necesita
son proyectistas innovadores y el desarrollo de nuevos materiales, especialmente
donde la disipación del calor sea un factor crucial para las prestaciones.
Plataformas de perforación
Hay una amplia variedad de aplicaciones marinas en las que se emplean embragues y
frenos para controlar y regular procesos con seguridad. Uno de los ejemplos con
condiciones de trabajo más pesadas es el control de los cables de amarre de las
plataformas de perforación semisumergibles. Para poder mantener estas plataformas
estacionarias durante periodos largos, se dispone un sistema de amarre –extendido a
menudo en un área de hasta seis kilómetros– en el que se emplean cabrestantes y
frenos para controlar el despliegue de los cables.
En esta tarea se emplean embarcaciones de carga de anclas con capacidad para
soltar hasta 16 anclas. Esto exige poder controlar la tensión de desenrollamiento del
cable a medida que la embarcación se aleja de la plataforma y el peso del cable
aumenta. Generalmente, cada esquina de la plataforma está equipada con dos
cabrestantes de amarre. Éstos han necesitado tradicionalmente dos frenos
secundarios, uno de retención estática empleado después del lanzamiento del ancla, y
un segundo freno de deslizamiento para controlar el desenrollamiento del cable.
Mediante la aplicación de los últimos métodos de cálculo y diseño, Wichita Clutch ha
desarrollado un freno dinámico refrigerado por agua de doble actuación capaz de
realizar ambas funciones. El freno controla el desenrollamiento del cable a una
velocidad típica de 40 m/min, generando una tensión en el cable de aproximadamente
250 toneladas. Y una vez lanzada el ancla, el actuador de resorte suministra la fuerza
de retención estática.
En todas las aplicaciones de frenos es importante considerar la capacidad de
disipación térmica del propio freno. Si el calor generado por rozamiento durante la
regulación de la tensión del cable excediera la capacidad de convección térmica de la
unidad para disipar dicho calor, podría peligrar el funcionamiento correcto del freno.
Durante el desenrollamiento de los cables de amarre, puede llegar a generarse una
potencia calorífica de 1 600 kW en continuo debido a los elevados pares de
deslizamiento que se producen.
Un freno que tenga alta capacidad de disipación térmica no sólo mantiene la fiabilidad
y extiende la vida útil, también permite el empleo de un freno de dimensiones más
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reducidas, lo que a su vez ofrece ahorros en costes. Para obtener una alta transmisión
de calor entre las superficies de fricción y el caudal de agua se emplean discos de
cobre. El uso de una nueva camisa húmeda de construcción avanzada, junto con
discos de fricción de cobre, ofrece una capacidad de frenado y de control de tensión
precisa con alta disipación de calor.
Embragues y frenos refrigerados por agua
En general, la industria ha empleado camisas húmedas de fundición de hierro,
interpuestas con discos fricción de cobre, para disipar la gran cantidad de calor
generada en las aplicaciones pesadas de control de tensión. Sin embargo, la
corrosión salina del entorno marino presenta problemas de mantenimiento que exigen
la reparación o el cambio demasiado frecuente de las camisas húmedas de fundición.
Para superar este problema, los proyectistas de Wichita han desarrollado un material
compuesto para las nuevas camisas húmedas, el cual ha pasado por numerosos
ensayos de resistencia y de fatiga con el fin de evaluar la resistencia a la corrosión en
las aplicaciones marinas. No obstante, el empleo de nuevos materiales constituye sólo
una parte de la solución; los proyectistas han modificado también la configuración del
caudal de agua con el fin de obtener una transmisión térmica más eficiente.
El nuevo material compuesto ha ofrecido una mejor resistencia a la corrosión, pero ha
reducido también el peso total de la camisa húmeda, obteniéndose en algunas
unidades una reducción del 50%. Los resultados generales obtenidos con estas
modificaciones constructivas aportan un incremento de la absorción térmica de 35%
respecto a las construcciones anteriores empleadas en aplicaciones pesadas.
Construcciones a la medida
Muchas aplicaciones marinas, especialmente en las grandes instalaciones, requieren
soluciones a la medida, capaces de desarrollar prestaciones ajustadas a las elevadas
exigencias que un producto de serie no puede satisfacer. Con frecuencia, el fabricante
de reductores de velocidad representa el punto de partida, que con una amplia
perspectiva sobre toda la aplicación, permite desarrollar la configuración más
adecuada.
Independientemente de que el proyecto sea grande o pequeño, la mayoría de los
productos en estos sistemas de transmisión mecánica de gran capacidad están, en
mayor o menor medida, especialmente fabricados, aunque sea a menudo partiendo
de una construcción existente. Para ello, establecer un proceso de consulta adecuado
es absolutamente esencial, y cuando los proyectistas hayan de trabajar siguiendo
unas especificaciones técnicas determinadas, es siempre más conveniente participar
en la creación de dichas especificaciones.
Mayor asistencia técnica al cliente
Hay varios criterios que se han de tener en cuenta a la hora de suministrar
mundialmente equipos de transmisión mecánica de grandes dimensiones. La
capacidad de prestar de manera efectiva los servicios de suministro y asistencia
técnica relacionados con equipos de grandes dimensiones, en cualquier lugar del
mundo, es un elemento crítico para el éxito en el comercio internacional actual.
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Cuando se fabrica un producto especializado, los conocimientos y las máquinas
necesarios para diseñar y producir cada unidad, a menudo según unas
especificaciones técnicas especiales, deben concentrarse en un reducido número de
lugares. Esto significa que las redes de distribución, suministro y asistencia deban ser
muy eficaces para asegurar no sólo que el cliente reciba sus productos conforme a los
plazos acordados, pero que se pueda también suministrar la asistencia técnica para la
instalación y la puesta en servicio.
Los proyectos de transmisiones mecánicas de grandes potencias no suelen, por la
propia naturaleza de los mismos, ajustarse a las "soluciones de catálogo". Wichita
aporta sus conocimientos técnicos en dichas aplicaciones, lo que permite sumar valor
añadido al proyecto, además de suministrar nuevos materiales y soluciones para una
amplia variedad de aplicaciones marinas. Wichita es una empresa del grupo Altra
Industrial Motion, fabricante y suministradora de la mayor gama del mundo de
embragues, frenos, acoplamientos y motorreductores industriales.
Imágenes:
Imagen 1: El entorno marino es extremadamente duro, y producir equipos capaces de
trabajar de modo fiable y eficaz en este entorno exige el empleo de proyectistas con
amplios conocimientos en materiales avanzados.
Imagen 2: Los frenos Wichita de la serie AquaMaKKs son muy conocidos por su
simple construcción que ofrece prestaciones fiables en aplicaciones de alto par en
condiciones ambientales duras.
Imagen 3: Wichita aporta sus conocimientos técnicos en aplicaciones de alto par, lo
que permite sumar valor añadido al proyecto, además de suministrar nuevos
materiales y soluciones para una amplia variedad de aplicaciones marinas.
Imagen 4: Los proyectistas de Wichita han desarrollado un material compuesto para
las nuevas camisas húmedas, el cual ha pasado por numerosos ensayos de
resistencia y de fatiga con el fin de evaluar la resistencia a la corrosión en las
aplicaciones marinas.
Acerca de Warner Linear
Warner Linear es una empresa dedicada al diseño y la fabricación de actuadores
electromecánicos industriales, así como de guías de bajo coeficiente de rozamiento
totalmente intercambiables. Nuestra empresa sirve a los sectores del transporte, la
jardinería, la agricultura, la transformación de materiales y la navegación marítima e
industrias afines con la oferta del más amplio programa de actuadores y guías
lineales.
Es propiedad. El uso de las imágenes distribuidas con esta nota de prensa está
autorizado exclusivamente cuando acompañan dicha nota de prensa, manteniéndose
en todo caso los derechos de autor. Se ruega a los interesados en obtener la debida
autorización para otros usos de las imágenes que se dirijan a DMA Europa Ltd.
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