Revista Científica de Educación Superior y Gobernanza Interuniversitaria Aula 24.  
Vol. 1, Núm. 2 (jul - dic 2020). ISSN: 2953-660X  
Modelo actual de la lógica de control para una planta de propulsión naval tipo CODLAG.  
MODELO ACTUAL DE LA LÓGICA DE CONTROL PARA UNA PLANTA DE  
PROPULSIÓN NAVAL TIPO CODLAG  
CURRENT MODEL OF THE CONTROL LOGIC FOR A CODLAG TYPE  
NAVAL PROPULSION PLANT  
Chafuelán-Vera Ariel Humberto  
Investigador Independiente. Manta, Ecuador.  
Correo: humbertochafuelanv@hotmail.com  
De la Rosa-Rosales Yusnier  
Investigador Independiente. Manta, Ecuador.  
Correo: yusnier_delarosa45@hotmail.com  
RESUMEN  
El documento presenta un enfoque bibliográfico para simular el comportamiento de una planta  
de propulsión tipo CODLAG en situaciones normales o transitorias, junto a ello las condiciones  
de diseño que se utilizará para el entorno del sistema de control y el estudio general de las  
plantas de propulsión de barcos. Esta clase de barcos tiene un nuevo concepto de planta de  
propulsión: el tipo combinado “diésel, electric and gas” (CODLAG), con engranaje único y dos  
líneas de eje. En el documento se informa una comparación entre los resultados de los  
transitorios de simulación, los datos de referencia para evaluar la relación óptima en el uso de  
recursos y prevención de fallas. El modelo de simulación se realizará mediante el uso de  
plataformas de software y hardware que permitan el estudio del comportamiento del buque en  
condiciones transitorias (aceleración, desaceleración, etc.) y en estado estacionario (navegación  
a velocidad constante), así como el análisis de la interacción mutua entre todos los elementos  
involucrados.  
Palabras claves: CODLAD, lógica de propulsión, simulación, transitorio, estacionario.  
ABSTRACT  
The document presents a bibliographical approach to simulate the behavior of a CODLAG-type  
propulsion plant in normal or transitory situations, together with the design conditions that will be  
used for the control system environment and the general study of the propulsion plants of boats.  
This class of ships has a new concept of propulsion plant: the combined type “diesel, electric and  
gas” (CODLAG), with single gear and two shaft lines. The document reports a comparison  
between the results of the simulation transients, the reference data to evaluate the optimal  
relationship in the use of resources and failure prevention. The simulation model will be carried  
out through the use of software and hardware platforms that allow the study of the behavior of the  
ship in transient conditions (acceleration, deceleration, etc.) and in a stationary state (navigation  
at constant speed), as well as the analysis of the mutual interaction between all the elements  
involved.  
Keywords: CODLAD, propulsion logic, simulation, transient, stationary.  
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Fecha de recepción: 07 de abril de 2020; Fecha de aceptación: 15 de junio de 2020; Fecha de  
publicación: 09 de julio de 2020.  
Chafuelán-Vera et al. (2020)  
1. INTRODUCCIÓN  
El diseño y la optimización de las plantas de control de la propulsión es una parte  
crucial del diseño de barcos. De hecho, el comportamiento de la planta de  
propulsión está muy influenciado por la dinámica del sistema de control. La  
aceleración, la desaceleración, la parada forzos, los giros bruscos son algunos  
ejemplos de condiciones transitorias que una planta de propulsión debe soportar  
mientras mantiene un rendimiento óptimo sin reducir la seguridad y la fiabilidad  
del barco. En este proyecto de investigación se discuten la metodología y los  
modelos de simulación necesarios para diseñar las lógicas de control de  
propulsión para una innovadora planta de propulsión CODLAG. La metodología  
se basa en el RT-HIL y consiste en el desarrollo de las lógicas de control de  
propulsión en un entorno virtual.  
En los últimos años, los sistemas de propulsión de barcos han experimentado  
importantes innovaciones para satisfacer las necesidades del propietario del  
barco, satisfacer las normas obligatorias en términos de seguridad e impactos  
medioambientales y reducir el consumo de fuel-oil. La creciente complejidad de  
estos nuevos sistemas de propulsión marina, como el objetivo CODLAG de este  
estudio, incluye diferentes tipos de motores con potencias y velocidades de  
rotación muy diferentes. Esto conduce necesariamente al desarrollo de  
estrategias de control de propulsión específicas. El control de propulsión debería  
diseñarse para gestionar un sistema tan complejo de forma segura y económica,  
en todas las condiciones previsibles. Además, los sistemas de control de la  
propulsión también deben poder garantizar el mejor rendimiento de la instalación  
de propulsión en todas las condiciones; que es lo que se pretende poder  
alcanzar.  
El tiempo total de diseño se reduce y esto permite minimizar el tiempo y el costo  
relacionado de las pruebas en el mar para la puesta en servicio final. Gracias a  
esta metodología, es posible probar el sistema de control en diferentes  
condiciones operativas fuera de línea, en tierra en la oficina, sin riesgos para el  
sistema real.  
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Modelo actual de la lógica de control para una planta de propulsión naval tipo CODLAG.  
2. PROPULSIÓN NAVAL  
Un sistema de propulsión para Martínez, (2019) consta de tres partes: una fuente  
de energía (llevada a bordo como energía animal o combustible, o recogida del  
exterior como energía eólica o solar), un motor que la transforma en una forma  
mecánica y el propulsor o propulsor (que empuja el agua circundante hacia  
atrás).  
Un híbrido diésel o gas (CODOG) es un sistema de propulsión para barcos cuya  
velocidad máxima debe ser muy superior a su velocidad de crucero,  
especialmente en fragatas modernas o buques de guerra como las fragatas.  
Para cada eje de la hélice hay un motor Diesel para velocidad de crucero y una  
turbina de gas de engranajes para tablero de alta velocidad. Ambos están  
conectados al eje con un embrague; solo un sistema impulsa la embarcación y  
el sistema CODAG puede utilizar la potencia combinada de ambos (Villa y  
Pernas, 2020).  
La ventaja de CODOG en comparación con CODAG es que la transmisión es  
más simple, pero requiere una turbina de gas más potente o adicional para lograr  
la misma potencia máxima. La desventaja de CODOG es que el consumo de  
combustible a alta velocidad es peor que el de CODAG.  
El Diesel Combinado y Gas Natural (CODAG) es un sistema de propulsión para  
barcos que requieren una velocidad máxima mucho más rápida que la velocidad  
de crucero, especialmente para fragatas modernas o buques de guerra como las  
fragatas.  
El sistema CODAG consiste en un motor diesel para crucero y una turbina de  
gas que se puede encender para transporte de alta velocidad. En la mayoría de  
los casos, la potencia de salida del motor diésel solo es tan diferente de la  
potencia de salida del motor diésel y la potencia de la turbina combinadas que la  
hélice de paso controlable no puede limitar la rotación, por lo que el motor diésel  
no puede seguir funcionando sin cambiar su relación de transmisión. Por lo tanto,  
se requiere una caja de cambios especial de varias velocidades. Esto contrasta  
marcadamente con un sistema híbrido diésel o de gas natural (CODOG), que  
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Chafuelán-Vera et al. (2020)  
acopla el motor diésel al eje con una simple caja de cambios de relación fija, pero  
desconecta el motor diésel cuando se energiza la turbina (BT, 2014).  
En comparación con una planta de energía diésel pura con la misma potencia  
máxima, este sistema de propulsión ocupa menos espacio porque se puede usar  
un motor más pequeño y la turbina de gas y la caja de cambios no requieren  
tanto espacio adicional. Aún así, según Grupel, (2020) conserva la alta eficiencia  
de combustible de un motor diésel cuando viaja, lo que permite una mayor  
autonomía y menores costos de combustible que una turbina de gas sola. Por  
otro lado, se requieren transmisiones más complejas, pesadas y engorrosas.  
3. CODLAD  
CODLAD (combinado con diésel- eléctrico y diésel) es un sistema de propulsión  
naval en el que un motor eléctrico y un motor diésel actúan sobre una única  
hélice. El tren de transmisión es responsable de que uno o dos motores actúen  
sobre el eje de transmisión.  
El sistema de propulsión CODLAD se basa en el uso de motores eléctricos  
conectados directamente a los ejes de las hélices (normalmente dos). El motor  
eléctrico es alimentado por un generador diésel y tiene una velocidad superior,  
al igual que ocurre en el sistema de propulsión CODAD, intercalando un motor  
diésel de mayor potencia que se desconecta de la línea de transmisión para  
recuperar la velocidad de crucero.  
El sistema utiliza motores diésel para la propulsión y la generación de energía  
para los servicios a bordo, lo que reduce significativamente los costos, ya que se  
utilizan menos motores diésel para diversos servicios marítimos y los motores  
eléctricos requieren menos mantenimiento. Además, el tren motriz utilizado para  
acoplar y desacoplar el sistema diésel-eléctrico del motor diésel tiene  
velocidades más altas porque el motor eléctrico puede funcionar de manera más  
eficiente a mayores revoluciones y está conectado directamente al eje de la  
hélice (BAE Systems, 2013).  
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4. CODLAG  
Combinado diésel eléctrico gas (CODLAG) es una mejora del sistema de  
propulsión combinado diésel y gas de los buques. Una variante denominada  
sistema combinado diésel-eléctrico o de gas (CODLOG) contiene los mismos  
elementos básicos, pero no permite el uso simultáneo de fuentes de  
accionamiento alternativas.  
Los sistemas CODLAG utilizan motores eléctricos conectados a ejes de hélice  
(generalmente 2). El motor eléctrico es alimentado por un generador diésel. Para  
velocidades más altas, la turbina de gas impulsa el eje a través de una caja de  
cambios de conexión cruzada; para velocidades de crucero, la línea de  
transmisión de la turbina se desconecta del embrague (Sirus, Pedram, y Rahimi,  
2014). Esta disposición, que combina motores diésel para la propulsión y la  
generación de energía, reduce en gran medida los costos de servicio, ya que  
reduce la cantidad de motores diésel y motores eléctricos diferentes y requiere  
un mantenimiento significativamente menor. Además, el motor eléctrico puede  
funcionar de manera eficiente en un amplio rango de revoluciones y se puede  
conectar directamente al eje de transmisión, por lo que se puede usar una caja  
de cambios más simple para combinar la salida mecánica de la turbina y el  
sistema eléctrico diésel.  
5. LÓGICAS DE PROPULSIÓN Y SIMULACIÓN  
El modelo de simulación será una plataforma de software que permita el  
desarrollo del estudio del comportamiento del buque en condiciones transitorias  
y en navegación a velocidad constante, así como el análisis de la interacción  
mutua entre todos los elementos involucrados. Para alcanzar este objetivo, se  
unieron tres macrosistemas para describir adecuadamente el comportamiento  
global del barco: la maniobrabilidad del barco, la planta de propulsión y el sistema  
de control. Cada macro sistema está compuesto por diferentes elementos; cada  
uno de estos elementos ha sido esquematizado y modelado utilizando las  
ecuaciones diferenciales que rigen su comportamiento físico y representan sus  
funciones.  
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Chafuelán-Vera et al. (2020)  
La subdivisión no es completamente precisa, porque es difícil definir la  
pertenencia del elemento a un área macro específica, y algunos sistemas están  
en el límite. Por ejemplo, la hélice puede verse asociada a la maniobrabilidad ya  
que proporciona el empuje necesario para alcanzar una determinada velocidad  
del barco, pero también puede incluirse en el sistema de propulsión de la planta  
porque determina la carga del motor. Los diferentes submodelos han sido  
estudiados y desarrollados con diferentes grados de detalle. La forma más  
sencilla de esquematizar un sistema es mediante el uso de una tabla de  
parámetros y ecuaciones algebraicas que identifiquen el comportamiento del  
sistema en condiciones de estado estacionario (Viviani et al., 2019).  
Por lo general, la mayoría de los datos necesarios provienen de pruebas de  
fabricación del sistema. El enfoque más complejo y realista, utilizado para la  
mayoría de los elementos, es modelar el sistema con sus ecuaciones físicas,  
tanto algebraicas como diferenciales. Con este enfoque, se debe tener en cuenta  
un gran conjunto de parámetros, y esto en sí mismo puede ser un obstáculo  
difícil. Se podría obtener un enfoque intermedio fusionando modelos tabulares y  
ecuaciones algebraicas/diferenciales para producir un modelo cuasi estático  
(Altosole & Figari, 2011; Altosole et al., 2010; Viviani et al., 2008).  
6. CONCLUSIONES  
El enfoque de análisis del sistema actual, denominado (sistema de sistemas)  
permite el examen de la interacción mutua de todos los subsistemas  
involucrados (Turbina de gas, motor eléctrico, mecánico, rampas. Hélices y  
controladora). Esto permite evaluar y medir el uso óptimo de recursos para el  
funcionamiento correcto del sistema. Este tipo de simulación permite una  
retroalimentación realista de los sistemas de barcos que de otro modo no estaría  
disponible con las técnicas de simulación estándar haciendo posible la  
prevención de fallas anticipándose a las pruebas de mar.  
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numérico de motores marinos en el diseño de sistemas de control de  
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Altosole, M., Benvenuto, G., & Campora, U. (2010). Modelado numérico de los  
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de la 10.ª Conferencia Internacional sobre Ciencias y Tecnologías  
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actualización del diseño de la fragata tipo 26 en Euronaval 2012.  
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