Wartsila: Consideraciones para Aumentar la Eficiencia Energética de los Barcos

Wärtsilä realizó una presentación en la cual evaluó un número de nuevas tecnologías y conceptos de diseño.
Esta presentación tuvo como objetivo lograr aumentar la eficiencia energética, reducir los gastos de explotación y reducir las emisiones de gases contaminantes a la atmósfera de los distintos tipos de barcos.

Un barco, considerado hace diez años con un desempeño hidrodinámico excelente, hoy con la aplicación de las nuevas tecnologías, necesita el 10% menos de fuerza propulsora para mantener la misma velocidad.

La presentación de las nuevas tecnologías se agrupan bajo cuatro títulos principales:

• Diseño de la nave

• Propulsión

• Maquinaria

• Operación y Mantenimiento

Combinando estas áreas y tratándolas todas juntas como una solución integrada puede dar lugar a operaciones verdaderamente eficientes de los buques.

En este Post me referiré al primero de los ítems: Diseño de la Nave

Los siguientes son nuevos conceptos de diseño y el factor más grande de este desarrollo ha sido el uso del software CFD (dinámica fluida de cómputo), que ha hecho posible la optimización eficiente del casco y es hoy el estándar en cualquier proyecto de una nueva construcción.

Eficiencia de escala

Sobre las ventajas de la eficiencia de escala podemos leer en:

http://www.maquinasdebarcos.blogspot.com/2011/08/maersk-y-los-barcos-portacontenedores.html

Reducción al mínimo del uso del lastre

Quitar 3000 toneladas de lastre permanente de un PCTC (Pure Car Truck Carrier), y el aumento de la manga en 0.25 metros para alcanzar la misma estabilidad reducirán la demanda de la fuerza propulsora en 8.5%.

Utilización de materiales más livianos en la construcción

El uso de estructuras ligeras donde puedan ser utilizadas puede reducir el peso de la nave.

Una reducción del 20% en el peso de acero dará una reducción de ~9% en requisitos de la fuerza propulsora.

Sin embargo, un ahorro del 5% es más realista, puesto que el acero de alta resistencia a la tracción se ha utilizado ya hasta cierto punto en muchos casos.

Optimizar la relación entre las principales dimensiones del casco

Encontrar una relación óptima entre eslora, manga y coeficiente de bloque hará disminuir la resistencia del casco.

Un aumento de la eslora de 10-15% en un petrolero típico puede reducir la demanda de energía propulsora en más del 10%.

Extensión de la línea de flotación por medio de un ducktail

Un ducktail es básicamente alargar la nave en popa. La idea básica es alargar la línea de flotación eficaz y hacer el espejo de popa mojado más pequeño. Esto tiene un efecto positivo en la resistencia de la nave.

La mejora puede ser de 3-7% en el consumo de energía total para un RO-RO.

Las líneas del eje deben ser aerodinámicas

Los soportes deben tener una forma aerodinámica. Si no, esto aumenta la resistencia y causa problemas en el flujo de la hélice.

Diferencia de hasta 3% en la demanda de energía propulsora entre un diseño correcto o incorrecto.

Diseño del skeg

El skeg debe ser diseñado de modo que dirija el flujo uniformemente sobre la hélice.

Un buen diseño del skeg permite mejorar hasta el 2% el consumo de energía total para un buque portacontenedor.

Minimizar la resistencia causada por las aberturas en el casco

Diseñar y localizar todas las aberturas correctamente pueden reducir hasta 5% la demanda de energía de propulsión.

Lubricación del casco con burbujas de aire

Sobre el desarrollo de esta tecnología ver:

http://www.maquinasdebarcos.blogspot.com/2012/01/reduccion-de-la-resistencia-al-avance.html

Ahorro en la consumición de combustible:

• Petrolero: ~ 15%

• Containeros: ~ el 7.5%

• PCTC: ~ el 8.5%