Casi todos los motores diésel marinos (tanto los de propulsión como los generadores) cuentan con un circuito de refrigeración por agua de mar. La excepción la constituyen las embarcaciones con un enfriador de quilla, en las que el líquido refrigerante del motor circula a través de un sistema de tuberías situado en el exterior del casco, por debajo de la línea de flotación, transmitiendo el calor del motor al agua de mar a través de dichas tuberías.
Barco camaronero de Luisiana con un enfriador de quilla,...
...en este caso, un par de tuberías en el exterior del casco
Otro mecanismo que se utiliza en las embarcaciones metálicas consiste en instalar un depósito de refrigeración estrecho en el interior de la embarcación, pegado al costado del casco por debajo de la línea de flotación. En este caso el calor se transfiere al agua de mar situada al otro lado a través del casco. Los enfriadores de quilla son poco habituales en las embarcaciones de recreo, así que no los trataremos aquí más a fondo.
Principio de funcionamiento de un enfriador de quilla mediante depósito lateral de refrigeración
Para el resto de nosotros, una bomba de agua de mar aspira agua de mar a través de una válvula o llave de fondo y un filtro, hace circular el agua de mar por uno o varios intercambiadores de calor (véase esta lección) y, a continuación, vierte el agua de mar ya calentada en el sistema de escape. Los gases de escape expulsan el agua de mar fuera de la embarcación. (Hay algunos barcos que no descargan el agua de mar a través del escape —se dice que tienen un escape seco—, pero, una vez más, este enfoque casi nunca se encuentra en embarcaciones de recreo, por lo que no lo trataremos más a fondo).
Nunca se debe instalar en el casco un pasacascos con rejilla de admisión tipo cuchara orientado hacia delante. En cualquier embarcación que se encuentre en marcha sin el motor en funcionamiento (por ejemplo, un velero navegando a vela, un generador al ralentí, una lancha a motor bimotor que utilice un solo motor, o una embarcación remolcada), el agua podría entrar por el pasacascos, con el riesgo de inundar el motor.
Puede haber ocasiones en las que el filtro se obstruya en condiciones de mar agitado. La llave de fondo de agua de mar y el filtro deben ser accesibles, con el espacio necesario a su alrededor para poder limpiar el filtro, incluso cuando la embarcación se balancee y se sacuda.
Quien instale el motor en una embarcación debe (1) conectar la manguera desde la llave de fondo hasta el filtro y, desde allí, hasta la bomba de agua de mar, y (2) es posible que tenga que realizar una modificación importante en las mangueras del motor que, de no hacerse (y con demasiada frecuencia no se hace), puede poner al motor en riesgo de sufrir una inundación destructiva por agua salada. Veamos primero la conexión de la manguera desde la llave de fondo hasta la bomba de agua de mar.
Mangueras de succión
La ABYC establece que «si se utiliza una bomba para suministrar agua de mar para la refrigeración del motor y sus sistemas, deberá utilizarse una bomba autocebante que funcione siempre que el motor esté en marcha». La mayoría de las bombas de agua de mar son de algún tipo de desplazamiento positivo autocebante. Estas bombas pueden desarrollar una considerable potencia de succión.
Hace 35 años esta era una manguera de buena calidad, pero con el paso del tiempo se ha ablandado y ahora se aplasta con facilidad. Habría que haberla sustituido hace ya años.
Si la toma de agua de mar o bien el filtro se obstruye, y si la manguera de conexión es relativamente blanda, la bomba aplastará la manguera, con lo que el motor perderá el suministro de agua de mar. Y en poco tiempo se sobrecalentará, especialmente si funciona a una potencia cercana al máximo.
El ABYC exige que «se instale un indicador en todos los puestos de mando para señalar la pérdida del suministro de agua de refrigeración del sistema de escape». Normalmente se trata de una alarma de alta temperatura del motor instalada en el circuito de agua dulce (del motor). En caso de pérdida del flujo de agua de mar, es posible que esta alarma no responda con la suficiente rapidez como para evitar daños en las mangueras de escape. Lo que se necesita es una alarma de alta temperatura en el escape, que suele instalarse cerca de la salida del escape del motor.
Si el motor no cuenta con una alarma de temperatura elevada de los gases de escape (lo cual suele ser habitual), se trata de un complemento útil y, por lo general, no es difícil de instalar (véase, por ejemplo, https://aqualarm.net). En lo que respecta a los generadores, el ABYC exige específicamente «sistemas de protección que eviten daños en el generador y en los componentes del sistema de escape en caso de pérdida del flujo de refrigerante de los gases de escape o de temperatura elevada de los gases de escape en un sistema de escape húmedo».
Para evitar que la manguera de agua de mar se aplaste, debe tener una estructura resistente. Con demasiada frecuencia, los instaladores utilizan mangueras de radiador para automóviles, relativamente blandas, para la conexión entre la llave de fondo y la bomba de agua de mar. Si se encuentra este tipo de manguera, recomendamos sustituirla por una manguera con la referencia J2006. Esto significa que la manguera ha sido fabricada para cumplir con una norma de construcción muy exigente.
Es posible que figure una R1 o una R2 después de la referencia J2006. Las mangueras R2 incorporan un refuerzo adicional de acero en espiral; las mangueras R1 no. El acero para muelles de las mangueras R2 es difícil de cortar y, a menudo, deja un extremo afilado y saliente bastante peligroso. En general, no es necesario utilizar mangueras R2 en el sistema de agua de mar, aunque pueden ser necesarias en el sistema de escape (véase la siguiente lección).
Manguera reforzada con alambre, que no se aplasta, pero esta manguera de vinilo no es ni de lejos tan resistente como la manguera J2006 que recomendamos. Tenga en cuenta que es posible que la instalación del pasacascos y de la llave de fondo en esta nueva embarcación no cumpla con las normas del ABYC. Abordaremos este tema más adelante.
Mangueras baratas de pared delgada y de mala calidad. Las mangueras que salen de las válvulas de fondo ya se están retorciendo por su propio peso. Otro barco nuevo.
Sistema anti-sifón (válvula anti-sifón)
Cuando se entrega un motor marino a un constructor naval o a un astillero, hay un tramo de manguera entre el intercambiador de calor final del motor y la boquilla de inyección de agua del codo de escape, el cual está conectado a la salida del colector de escape del motor. El agua se mezcla con los gases de escape calientes que salen del motor y cae por gravedad hacia una cámara denominada colector de agua del escape o silenciador. El tubo de salida de esta cámara está situado cerca del fondo de la misma. Tan pronto como el nivel del agua sube hasta el punto de obstruir la salida, los gases de escape expulsan el agua al exterior del barco por el tubo de salida a través de la manguera de escape.
Es habitual que los motores de los veleros se instalen por debajo de la línea de flotación, pero no es tan común en las embarcaciones a motor. Si un motor se encuentra por debajo de la línea de flotación, cuando se apaga existe la posibilidad de que el agua de mar siga entrando en el sistema de refrigeración por agua de mar, atraviese el sistema hasta llegar a la boquilla de inyección de agua en el codo de escape y, desde allí, al colector de agua del escape. Como el motor no está en marcha, no hay gases de escape que expulsen esta agua fuera de la embarcación. El colector de agua del escape se llena hasta que el agua retrocede hacia el colector de escape del motor y, desde allí, se filtra a través de cualquier válvula de escape abierta hacia uno o más cilindros. Puede descender incluso por los lados de los pistones hasta el cárter. Independientemente de si esto ocurre o no, la próxima vez que se arranque el motor, el agua incompresible presente en los cilindros puede causar importantes daños a los segmentos de los pistones y a las bielas.
Esta intrusión de agua salada se evita mediante un dispositivo denominado válvula anti-sifón.
Instalación de la válvula anti-sifón muy por encima de la línea de flotación (como debe ser)
Esta válvula anti- sifón goteaba agua salada, así que, en lugar de solucionar el problema, el propietario del barco lo tapó, ¡lo que provocó que el agua salada inundara el motor!
Para instalar un sistema anti-sifón, normalmente se retira la manguera que va desde el último intercambiador de calor hasta el punto de inyección de agua en el codo de escape, y se sustituye por un tramo de manguera que va hasta la válvula anti-sifón y vuelve a bajar hasta el punto de inyección de agua. Como alternativa, el sistema anti-sifón puede instalarse inmediatamente después de la bomba de agua de mar, aunque esto no es tan habitual. No importa dónde se coloque en el circuito de agua de mar, siempre y cuando esté ahí. La instalación del sistema anti-sifón es una tarea que debe realizar el instalador del motor y que, con demasiada frecuencia, se pasa por alto.
Sistema de agua de mar con un dispositivo anti-sifón tras apagar el motor. El dispositivo anti-sifón crea una bolsa de aire que evita que el motor se inunde a través del punto de inyección de agua.
Un dispositivo anti-sifón es un aparato provisto de una válvula accionada por un resorte o una simple válvula anti-retorno. Lo ideal es instalarlo en la línea de crujía de la embarcación, pero, en cualquier caso, debe quedar muy por encima de la línea de flotación en todos los ángulos de escora imaginables y en las peores condiciones de navegación (esto es esencial). Cuando se apaga el motor, el agua de las mangueras a ambos lados de la válvula va descendiendo hacia abajo hasta, al menos, el nivel de la línea de flotación, lo que abre la válvula por succión y hace entrar aire. Esta bolsa de aire impide que entre agua adicional en el sistema. Cuando se arranca el motor, la bomba de agua de mar empuja el agua hacia arriba hasta la válvula anti-sifón, cerrando así la válvula.
La válvula situada en el interior de un sistema anti-sifón se abre cuando no hay presión de agua en el interior, dejando entrar aire
La manguera inferior sale del intercambiador de calor y llega hacia arriba hasta un sistema anti-sifón, que a su vez está conectado de vuelta al codo de inyección de agua (la manguera superior).
Sistema anti-sifón con manguera de descarga que baja hasta la sentina
Muchos motores que deberían contar con un dispositivo anti-sifón se instalan sin él. El motor puede funcionar durante años sin inundarse porque una bomba de agua de mar en buen estado actúa como válvula de retención en el sistema, pero después el impulsor de la bomba puede dañarse (algo habitual) y entonces el motor se inunda.
Debe revisar su motor para comprobar si necesita un sistema anti-sifón y, en caso de que lo necesite y no lo tenga, asegúrese de instalarlo. Si lo tiene, y si cuenta con una manguera de descarga (la mayoría no la tiene), asegúrese de que no haya torceduras que obstruyan la manguera, ni puntos bajos en la misma que puedan retener agua, y de que el extremo inferior de la manguera nunca quede sumergido en el agua de sentina. Si se da alguna de estas circunstancias, el sistema anti-sifón dejará de funcionar.
El dispositivo antisifón requiere un mantenimiento (que a menudo se descuida) al que volveremos más adelante. En sus seminarios sobre motores diésel, Nigel siempre pregunta quién ha limpiado su dispositivo antisifón en el último año y, por lo general, ¡casi nadie lo ha hecho! Todos aquellos que no lo hayan hecho corren el riesgo de que el agua salada inunde su motor.
Hay una forma de conseguir la funcionalidad de un sistema anti-sifón sin necesidad de mantenimiento. Consiste en retirar la válvula y sustituirla por una manguera que ventile en la cabina o por la borda, muy por encima de la línea de flotación. Para que esto funcione, la manguera debe estar lo suficientemente alta como para que la contrapresión en el escape, cuando el motor está en marcha, no empuje el agua de refrigeración fuera por la manguera en lugar de que entre en el escape. En general, ¡es mejor conservar la válvula y realizar el mantenimiento!
Este motor está instalado por debajo de la línea de flotación sin un sistema anti-sifón.
Otro ejemplo sin sistema anti-sifón. Ambos corren el riesgo de sufrir inundaciones por agua de mar.