El sistema propulsor
El Titanic montaba tres hélices, dos de ellas gemelas de tres palas (en los laterales y consentido rotatorio contrapuesto), y una central de cuatro palas, dextrógira, con giro en el sentido de las agujas del reloj, con este tipo de hélice cuando el barco marcha adelante la proa va hacia estribor y cuando va marcha atrás la popa cae hacia babor.De esta característica de la hélice junto con algunas ordenes transmitidas al timonel existen teorías en cuanto a la causa del choque con el iceberg que provocó su hundimiento.
Las palas de las hélices no habían sido fundidas , como era más habitual, junto con el cubo, sino que habían sido superpuestas con bridas de fijación y atornilladas. Las hélices laterales tenían un diámetro de 717 centímetros (7,17 metros) y un peso cada una de 38 toneladas, la central tenia un diámetro de 500 centímetros (5 metros) y un peso de 22 toneladas.
Las máquinas motrices
Los componentes principales de la instalación propulsora del Titanic, como la de todos los barcos de vapor de la época, eran cuatro : caldera, motor, condensador y bomba de alimentación.
Las calderas
El corazón de la instalación lo constituían las calderas , formando un complejo distinto de los motores. En lineas generales estaban integradas por un tanque, que contenía el agua necesaria para la producción de vapor y donde se desarrollaba la energía térmica a partir de la combustión del carbón. Las calderas que montaba el Titanic eran del tipo cilíndrico de retorno de llama.En la parte inferior estaba situados los tres hornos, donde se producía la combustión.Para aumentar la extensión de la superficie de calentamiento, habían colocado, en la cámara de agua situada encima de la cámara de combustión, unos grupos de tubos;los gases de la combustión, después de haber recorrido el horno hasta la cámara de combustión, volvían desde esta en sentido inverso,recorriendo los tubos hasta la cámara de humos, y de ahí a la chimenea. El revestimiento cilíndrico estaba cerrado por dos forros planos, reforzados por un sistema de tirantes de acero atornillados a sus extremos y aprisionados por tuercas. Cada caldera estaba dotada de sus aparatos accesorios, como válvulas de toma y de alimentación, indicadores de nivel y manómetros.
Las calderas tardaban en adquirir presión, eran tan grandes que por su interior podría pasar un autobús de dos pisos. La cámara de agua, dada su amplitud, no requería la instalación de una cúpula de vapor, es decir de una parte superior destinada a recoger el vapor más seco, con el objetivo de evitar escapes de agua fuera de la caldera en el caso de ebullición muy fuerte. En total había 29 calderas, de las cuales 24 tenían doble frente, de modo que se alimentaban por las dos partes dorsales, y tenían 6 hornos cada una, las otras 5 solo se alimentaban frontalmente.
En el Titanic había 159 cámaras de combustión, situadas en el centro del buque entre en cuarto y el décimo compartimento estanco.Para alimentar las cámaras de combustión, sobre cada frontal de caldera se asomaban los depósitos de carbón, que se elevaban desde el doble fondo hasta debajo de la cubierta E.
En total 11 depósitos de carbón con una capacidad de más de 7.800 toneladas. Inmediatamente después de las salas de calderas,prosiguiendo hacía la popa del buque, se encontraba situada la maquinaria motriz.
En la primera sala, más grande y de una longitud aproximada de 22 metros, estaban los motores alternativos, en la segunda sala , de 16 metros de largo se situaba la turbina. Los 2 motores alternativos, de 4 cilindros y de triple expansión, habían sido construidos en los Astilleros Harland & Wolff, estos ponían en funcionamiento las 2 hélices laterales, y en acción combinada desarrollaban una potencia superior a los 30.000 caballos de vapor a 75 revoluciones por minuto, capaces de empujar hacia delante al Titanic a una velocidad de 21 nudos.
En la segunda sala de máquinas, una turbina Parsons, de 427 t, accionaba la hélice central, aprovechando la baja presión del vapor de los motores principales, consiguiendo una potencia superior a los 16.000 caballos de vapor y una velocidad de 24 nudos.
Tanto en los motores alternativos como en el de turbina, el ciclo recorrido por el vapor en todo el aparato era el mismo.Mientras funcionaba, una determinada cantidad de agua se convertía en vapor en la caldera,donde había adquirido una cierta energía térmica,gracias al calor proporcionado por la combustión.Al mismo tiempo un peso equivalente de vapor salía de la caldera y,a través de unos tubos aislados,llegaba al motor,donde, actuando sobre los pistones de los motores alternativos o sobre los rotores de la turbina,realizaba su trabajo.
Los condensadores
Después de haber trabajado en el motor, el vapor era desalojado de este y, a través de unos tubos de descarga, llegaba al condensador, cuya función era opuesta a la de la caldera, es decir, debía condensar el vapor, transformarlo en liquido.En lugar de una superficie de calentamiento se trataba de una superficie refrigerante, y en lugar de una fuente caliente, una fuente fría.
Mientras el régimen de presión de las calderas era siempre más elevado que la presión atmosférica, los condensadores funcionaban en una situación de vació, es decir, a una presión inferior a la atmosférica.
Obviamente , las calderas tenían que ser alimentadas con agua dulce, ya que el uso directo de agua de mar es muy perjudicial debido a su salinidad. Era por tanto, imprescindible recuperar el agua dulce, condensando el vapor después de salir del motor, y el agua así obtenida se volvía a emplear para la alimentación de las calderas. No obstante,en el ciclo se producían perdidas de agua dulce , para su compensación se recurría a depósitos de reserva o se obtenía por evaporación del agua de mar en compartimentos especiales.
Como fluido refrigerante se empelaba agua, procedente del mar, que quitaba calor al vapor.un condensador estaba formado esencialmente por un grupo de tubos entre dos planchas,todo ello encerrado en un revestimiento con dos tapas en los extremos.Dentro de los tubos circulaba el agua de mar y por fuera el vapor a condensar.Por efecto de la gran contracción de volumen que acompañaba la condensación, se producía una depresión en el interior del condensador.El vapor condensado así obtenido se reducía a unos pocos litros de agua. Para que la condensación fuese la precisada se hacía necesario extraer continuamente el agua condensada y , de forma particular, el aire que por distintas causas hubiera estado presente en el condensador.
Bomba de alimentación
Durante el paso del nivel más alto (caldera) al más bajo (condensador), el fluido se expandía y transformaba una parte de su energía térmica en trabajo, al tiempo que perdía presión y temperatura y aumentaba de volumen. cada dispersión de calor en este circuito se traducía en una perdida económica y por ello la instalación fue proyectada de forma que se redujeran al mínimo las perdidas y conseguir el mayor rendimiento,transformando en trabajo el porcentaje más alto posible del calor proporcionado por el condensador.
El agua volvía a la caldera ,por la acción combinada de las bombas, que elevaban su presión, requiriendo un gasto de trabajo relativamente menor.De la extracción del fluido condensado se ocupaba la bomba de extracción,mientras que de la circulación del agua de mar se encargaba una bomba de circulación,movida por un motor independiente. Esta bomba era una de las más grandes que había a bordo,por lo cual, en caso de necesidad, podía funcionar también como bomba de evacuación, aspirando a bordo el agua procedente de una posible vía de agua y devolviéndola al mar a través del condensador.
De tal modo , la bomba de extracción mandaba el agua condensada a un tanque, donde confluían las descargas del condenador principal, del auxiliar,los desechos de la máquina, etc...
El sistema mixto de propulsión del Titanic
El criterio original del sistema de propulsión, que contaba con siglos de antigüedad, fue el de utilizar la energía del vapor de forma semejante al funcionamiento de una turbina de agua clásica. De la misma forma que una masa de agua que cae acumula en si una determinada cantidad de energía y puede poner en movimiento una turbina hidráulica, una masa de vapor, generada en una caldera y conducida a un recipiente de temperatura más baja, contiene energía, que es la utilizada por la turbina de vapor. En el caso de Titanic la turbina estaba accionada por el vapor de descarga de los dos motores alternativos,accionados mediante pistones. Se trataba de una aplicación utilísima, diseñada en los astilleros de Belfast, que permitía aprovechar el gran descenso de calor que se producía en los motores alternativos, entre el cilindro de baja presión y el condensador. En los dos motores principales, el vapor actuaba dentro de un cilindro empujando un pistón, que se movía rectilíneo entre los dos puntos muertos. De esta manera el pistón realizaba una cierta cantidad de trabajo, que luego se transmitía al árbol motor por medio de un sistema de bielas y cigüeñales .De ahí que fuera tanta la fuerza resultante y ta poca la velocidad media del pistón.
En la turbina en cambio, el vapor actuaba por acción dinámica sobre paletas convenientemente delineadas,dispuestas en la periferia de la rueda de la turbina.El vapor, al adquirir una cierta velocidad atravesando unos conductos distribuidores especiales , era conducido y liberado contra las paletas, de forma que producía la rotación de la rueda. este trabajo, perdidas aparte, era transmitido directamente al eje sin necesidad de otros mecanismos, indispensables en cambio en los motores alternativos . En este caso con poca fuerza se obtenía una gran velocidad.Combinar los dos sistemas de propulsión representaba, sin duda, una solución extraordinaria desde un punto de vista económico,ya que el vapor trabajaba en los cilindros de los dos motores de pistones,que movían los ejes laterales, y luego realizaba su trabajo en la turbina, montaba sobre el eje central, que aprovechaba el gran descenso de calor.
Imaginemos ahora al Comandante Jefe de Maquinas del Titanic, a sus oficiales, y subordinados, hasta el último fogonero o engrasador, dominando semejante maquinaria,y conseguir hacerla funcionar como si de un reloj se tratase, las 24 horas del día, sin descanso durante toda una travesía transoceánica. En España, hasta 1912, los familiares de estos profesionales no tenían derecho a pensión de viudedad ni de orfandad.
(*) Fuente principal ISBN 978.84.471.1391.4
Benito Sacaluga
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