El dispositivo de protección de puesta a tierra del eje del buque está diseñado para evitar que la electricidad estática provoque deformaciones y grietas en el eje de popa, y para evitar la corrosión electroquímica de los muñones del cigüeñal, los casquillos, etc.
Para que un barco navegue, el empuje generado por la rotación de la hélice debe transmitirse al casco. La rotación de la hélice es impulsada por la potencia del motor principal del barco. Por lo tanto, es necesario instalar un conjunto fiable de equipos para conectar el motor principal y la hélice y transmitir la potencia entre ambos; este conjunto de equipos es el sistema de transmisión del barco. En otras palabras, la potencia del motor principal se transmite a la hélice a través de componentes como el cigüeñal, el eje de empuje, el eje intermedio, el eje de popa (eje de la hélice), los cojinetes, los acoplamientos rígidos y las cajas de estopas del eje de popa.
En el agua de mar, los diferentes materiales metálicos generan una diferencia de potencial dentro de una cierta distancia. El metal con menor potencial se corroe por la acción del metal con mayor potencial (en las mismas condiciones, el metal con menor potencial de electrodo se corroe espontáneamente), generándose una corriente que da lugar a la corrosión electroquímica.
La hélice suele ser de cobre y el eje de acero. En comparación con el cobre, el acero es un metal activo, y la corrosión siempre comienza en este. La diferencia de potencial entre la hélice y el eje genera una corriente que fluye desde la hélice (cobre) hacia el eje (acero). Si el eje está en contacto directo con el casco, esta diferencia de potencial se transfiere al casco, evitando así la corrosión electroquímica del eje.
La hélice y el eje giran con el apoyo de cojinetes y no están en contacto directo con el casco, sino a través de la película de aceite en los cojinetes. Esto interrumpe la conexión entre el eje y el casco, y la diferencia de potencial fluye hacia los muñones y bujes del cigüeñal del motor principal con una resistencia relativamente baja a través de las interrupciones en la película de aceite, causando corrosión electroquímica en los muñones del cigüeñal y los cojinetes principales, formando pequeñas picaduras en los cojinetes. En casos graves, esto puede provocar un desgaste excesivo de los cojinetes, vibraciones en el eje, sobrecalentamiento de los cojinetes e incluso daños mecánicos, afectando seriamente su rendimiento y vida útil. Además, cuando la película de aceite se daña o el aceite lubricante se mezcla con agua, la diferencia de potencial puede generar un fuerte impacto de corriente entre los cojinetes principales, los cojinetes intermedios y el eje, provocando descargas instantáneas y chispas. Las chispas representan un peligro potencial que puede causar explosiones en el cárter del motor principal.
Composición y principio de funcionamiento
El dispositivo de protección de puesta a tierra del eje suele estar compuesto por un anillo colector de aleación de cobre fijado al eje intermedio del motor principal, un soporte para el anillo colector, escobillas de grafito con contenido de plata, portaescobillas, cables de puesta a tierra, una base para el dispositivo, un milivoltímetro y un circuito de alarma conectado al dispositivo de protección de puesta a tierra del eje. Generalmente, se proporcionan tres escobillas de grafito con contenido de plata: dos están conectadas directamente al casco para reducir la diferencia de potencial entre el eje y el casco, y la otra está conectada a un milivoltímetro que muestra y monitoriza dicha diferencia de potencial.
El dispositivo de protección de puesta a tierra del eje mantiene un contacto estrecho entre el anillo colector de aleación de cobre y la escobilla de carbón mediante un dispositivo de presión, formando un circuito cuando el motor principal está en marcha, eliminando eficazmente la diferencia de potencial generada entre el eje y el casco, protegiendo así el eje y la hélice de la corrosión electroquímica y evitando la generación de chispas eléctricas, protegiendo de manera efectiva la seguridad del motor principal y del eje.
