Reducir el consumo de combustible en buques

15 Jun 2018
CONSIGMAR | MK
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Reducir el consumo de combustible y las emisiones de carbono son dos de las principales preocupaciones de la industria naviera en la actualidad. Mucho se ha hecho en términos de investigación y desarrollo para hacer la nave verde definitiva. Desde fuentes de energía renovables/alternativas hasta modificaciones de diseño, la industria ha mejorado constantemente su tecnología para una forma mejorada de envío sostenible.

El combustible LNG, los motores de combustible dual y las modificaciones de diseño están siendo ampliamente explorados para reducir los costes operativos y encontrar formas ecológicas para cumplir con las estrictas regulaciones ambientales.

En este artículo, analizaremos algunos de los métodos más utilizados y algunas de las últimas tecnologías introducidas recientemente en la industria.

1. Lubricación de aire

El sistema de lubricación por aire es un método para reducir la resistencia entre el casco del barco y el agua de mar utilizando burbujas de aire. También conocida como la «tecnología Bubble», funciona según el principio de suministrar aire a la parte inferior del barco para crear una capa de pequeñas burbujas que ayudaría a reducir la fricción entre el casco y el agua de mar.

La distribución de burbujas de aire a través de la superficie del casco reduce la resistencia que trabaja en el casco del barco, creando efectos de ahorro de energía. Con el diseño correcto del casco del barco, se espera que el sistema de lubricación de aire logre hasta un 10-15% de reducción de emisiones de CO2, junto con ahorros significativos de combustible.

Silverstream Technologies ha instalado su sistema de lubricación de aire Silverstream System en el buque de Norwegian Cruise Line. Es la primera instalación comercial para mejorar las eficiencias ambientales y operativas como un medio para reducir las emisiones, los costes de combustible y mejorar la sostenibilidad de sus operaciones. El sistema Silverstream produce una fina capa de micro burbujas que crea una sola «alfombra de aire» a lo largo del casco del buque. Esto reduce la resistencia de fricción entre el agua y el casco y mejora la eficiencia operativa del buque, reduciendo el consumo de combustible y las emisiones asociadas. La tecnología se puede agregar a un nuevo diseño de construcción o adaptar a un barco existente en solo 14 días.

2. Accesorio de hélice de ahorro de combustible

Hyundai Heavy Industries (HHI) ha utilizado un dispositivo de ahorro de energía llamado Hi-FIN conectado en el centro de la hélice del barco, que genera remolinos contrarrestados que compensan los remolinos generados por la hélice y, por lo tanto, mejora la eficiencia de la propulsión.

Según un recorrido de un año de duración del dispositivo de ahorro de energía instalado en un transportador de GNL de 162,000 m3, HHI encontró que Hi-FIN puede ahorrar hasta 2.5% de combustible en comparación con el mismo tipo de buques sin Hi-FIN. Si el índice de ahorro de combustible se calcula sobre la base de un buque portacontenedores de 8.600 TEU, los propietarios u operadores del buque portacontenedores pueden ahorrar alrededor de $ 750,000 por año o $ 19 millones durante 25 años, una vida útil estimada del buque.

HHI ha ganado pedidos de Hi-FIN para más de 30 barcos hasta la fecha, y la compañía espera más pedidos ahora que puede instalar el dispositivo en barcos más amplios desde buques de GNL hasta casi todos los tipos de buques, incluidos VLCC, LPG y portacontenedores.

3. Sistema de Rejilla DC a Bordo

El sistema de cuadrícula DC incorporado introducido por ABB ayuda a los buques a reducir el consumo de combustible, reducir el ruido y recortar su impacto ambiental. Se ha identificado que el sistema que permite que los motores funcionen a velocidades variables para obtener la mejor eficiencia de combustible en cada nivel de carga reduce el consumo específico de combustible hasta en un 27 por ciento, según las mediciones y pruebas realizadas por Pon Power en colaboración con ABB en Myklebusthaug. Offshore buque de suministro de plataforma Dina Star.

Además de reducir el consumo de combustible, las pruebas también mostraron un 30 por ciento de reducción del ruido de la sala de máquinas, lo que contribuye a mejorar las condiciones de trabajo a bordo del buque.

4. Sistema de energía híbrida de baja pérdida

El sistema Low Loss Hybrid (LLH) de Wartsila es una tecnología innovadora que utiliza diferentes fuentes de energía en combinación con dispositivos de almacenamiento de energía para operar los motores primarios más cercanos a su rendimiento óptimo. Una característica clave del sistema es su capacidad para reducir las cargas transitorias del motor que causan un mayor consumo de combustible y emisiones adicionales. El sistema Wartsila LLH está integrado con las unidades de control del inversor y las interfaces con el sistema de administración de energía convencional.

Además, al aumentar la redundancia de potencia, el sistema permite que el motor opere más cerca de su punto de diseño óptimo donde tiene la mayor eficiencia y la menor cantidad de emisiones. El mantenimiento reducido y el mayor rendimiento del sistema a través de la respuesta rápida del sistema de almacenamiento de energía también se encuentran entre los beneficios ofrecidos. El sistema de control híbrido en general es el elemento clave en el control total y la estabilidad del sistema eléctrico del buque y los flujos de energía.

Además del ahorro anual de combustible de hasta 15 por ciento, dependiendo del tipo y la configuración del motor y el perfil de la misión, el LLH garantiza una reducción sustancial de las emisiones de gases de escape.

5. Modificar el arco bulboso del barco

La modificación del arco bulboso del barco es una forma eficiente de reducir el consumo de combustible de los barcos. Empresas como NYK group y Maersk line han utilizado esta técnica con éxito para mejorar el consumo de combustible.

El grupo NYK ha realizado ajustes con ahorro de energía en un portacontenedores que resultó en una reducción comprobada del 23 por ciento en emisiones de dióxido de carbono (CO2) durante medio año, mientras que el grupo Maersk pudo reducir los costes de combustible en aproximadamente un 8 por ciento en la actual entorno humeante. El grupo Clipper también logró importantes ahorros de combustible con el mismo método.

DNV también llevó a cabo un estudio exhaustivo para desarrollar una nueva forma de arco con bulbo optimizada para las condiciones comerciales esperadas. Después del «trabajo de nariz» planificado en dique seco, las mediciones a bordo mostraron un consumo de combustible reducido en casi 1.000 toneladas por año.

Además de las tecnologías y métodos mencionados anteriormente, también se están realizando muchas investigaciones en el campo de pinturas anti-incrustantes, herramientas de software y motores marinos de bajo consumo de combustible.

Se espera que con el ritmo al que avanza la tecnología en la industria, las soluciones sean favorables en términos de regulaciones ambientales y eficiencia energética.