viernes, 2 de noviembre de 2012

MAN Diesel & Turbo presenta el primer motor que utiliza el sistema EGR para cumplir con la normativa IMO Tier III

La regulación IMO Tier III, cuya entrada en vigor se producirá en 2016, restringirá aún más los límites de emisión en las ECAs (Emission Control Areas o Áreas de Control de Emisiones). En este caso se quiere establecer una reducción del 80% de las emisiones de NOx en comparación con la regulación IMO Tier I (de 17 g/kWh a 3.4g/kWh).

IMO TIER III 
Man Diesel & Turbo, junto con la colaboración de HHI-EMD (Engine and Machinery Division de Hyundai Heavy Industries), ha presentado el primer motor diesel marino que cumple con la normativa sobre emisiones IMO Tier III utilizando el sistema EGR que fue diseñado, fabricado y montado en estrecha colaboración con HHI-EMD, Alfa Laval, Siemens, GEA y Vestas Aircoil.
 
Recirculación Gases de Escape (EGR)

Se han investigado diversos métodos para la reducción de emisiones de NOx y el potencial de la recirculación de los gases de escape representa un hito en el desarrollo para cumplir con la normativa Tier III.
El sistema EGR enfría y mezcla cantidades dosificadas de gases de escape con el aire fresco de admisión, con el fin de reducir la temperatura máxima de combustión del motor, reduciendo con ello la proporción de óxidos de nitrógeno.

Esta técnica se basa en que la mayor capacidad térmica y el menor contenido de oxígeno de los gases de escape recirculados disminuye la temperatura máxima de combustión, responsable de la formación de los denominados NOx térmicos.

Sistema EGR

El desarrollo de este sistema lo podes leer en:
 
MotoresMAN y las Tecnologías de Reducción de Emisiones NOx – IMO Tier III


Sobre reducción de emisiones de los gases de escape en los Motores Marinos,  te puede interesar:
Estrategiaspara reducción de las Emisiones Contaminantes en Motores Diesel Marinos (I)

Estrategiaspara reducción de las Emisiones Contaminantes en Motores Diesel Marinos (II)

Estrategiaspara reducción de las Emisiones Contaminantes en Motores Diesel Marinos (III)


Norberto Sánchez


domingo, 14 de octubre de 2012

Mitsubishi Heavy Industries Ltd. (MHI) y el Ferry NAMINOUE, ahorro importante en el consumo de combustible


Los barcos pierden una gran cantidad de energía debido a la fricción del casco con el agua.
En Posts anteriores comenté la noticia de que Mitsubishi Heavy Industries Ltd. (MHI) había botado el buque portacontenedores Yamatai, equipado con un innovador sistema, con el objeto de reducir la resistencia friccional entre el casco del buque y el agua del mar. El desarrollo de esta tecnología permite un ahorro importante en el consumo de combustible.

El sistema llamado Mitsubishi Air Lubrication System que es conocido con el acrónimo de "MALS", introduce una capa de burbujas de aire entre el casco de la nave y el agua de mar reduciendo la resistencia a la fricción entre ambos.

Para ampliar la gama del uso de MALS, MHI procedió a desarrollar un sistema aplicable a las naves de alta velocidad, con un coeficiente relativamente pequeño del bloque (Cb) (slender hull-form ship), que tienen un área plana comparativamente más pequeña en el fondo de la nave, y en principio, se considera tecnológicamente más difícil aplicar el sistema con eficacia.

El sistema se ha instalado con éxito por primera vez en el Ferry NAMINOUE de 8.072 Gross Tonnage, 145 mts. de eslora y 24 mts. de manga.


Durante la prueba de ensayo de la velocidad en el mar, la mejora de la consumición de combustible (reducción en la fuerza propulsora requerida) fue del 5% incluso con las ondas de hasta 2.5-3m.

Al disminuir el consumo de combustible, logramos una considerable reducción de CO2 de la emisión de las naves.

También se comprobó que las burbujas de aire funcionan como un amortiguador y que el ruido y la vibración se reducen, permitiendo mejoras en la comodidad del pasajero.

En el video podemos apreciar cómo funciona el sistema
 
 
Leer también:
Mitsubishi Heavy Industries y el sistema "MALS"
 
Norberto Sánchez

viernes, 17 de agosto de 2012

Multi Maritime y Fjord1 desarrolla un nuevo concepto de Ferry ecológico


El estudio de diseño e ingeniería noruego Multi Maritime, en cooperación con el operador de ferries Fjord1, ha desarrollado un nuevo concepto de ferry ecológico para operar entre los puertos Lavik-Oppedal en la costa oeste de noruega.
Con 110 metros de eslora y 17 metros de manga, la capacidad del ferry es de 125 coches.
Ferry ecológico

Entre las características introducidas más llamativas se encuentran los dos Rotores Flettner que actúan como velas.
Un poco de historia de los Rotores Flettner
Herr Anton Flettner (1885-1961) fue un famoso físico alemán que había experimentado con velas metálicas, que aumentaban la eficiencia del buque en un 50%, pero se mejoró con las velas rotatorias.
Éstas se originaron en el "Efecto Magnus", que sostiene que "una esfera o cilindro que rota en una corriente de aire desarrolla una fuerza en un ángulo recto a la dirección del aire en movimiento". Cuando el viento sopla en ángulos rectos hacia el cilindro, crea un vacíio en el área frontal de los mismos y una presión alta en la parte trasera, por lo que el buque es literalmente empujado hacia adelante.
Para demostrar la factibilidad de este sistema, en 1926 Flettner le quitó al velero "Buckau", de 52 metros de eslora,  sus palos y velamen y le colocó dos rotores de 18 mts de altura y 2,7 mts de diámetro. Todo el sistema pesaba sólo 7 toneladas, comparados con 35 tons de todo el sistema de mástiles y velas. También era unos 42 pies más corto, por lo que la estabilidad del buque mejoró.
Para demostrar la factibilidad de su nuevo invento, Flettner corrió una carrera contra el buque gemelo accionado con velas, Anon, de Danzig a Leith con una carga de madera. Aunque el viento fue en un momento tan fuerte que se debieron parar los rotores, el Buckau ganó.
Hoy Multi Maritime y Fjord1 aplican este sistema para la conexión Lavik-Oppeda, que tiene las condiciones de viento adecuadas para los rotores Flettner. Se ha calculado que estos contribuirán con un mínimo de 12% del consumo energético total del ferry.
Casco y Propulsión
Se han desarrollado una nueva forma de casco y un nuevo concepto de propulsión. La energía proviene de un eficiente motor que utiliza solamente gas natural como combustible.
Normalmente, en un ferry con “proa-popas”  iguales (double end), los propulsores de ambos extremos producen el empuje necesario para la navegación en cualquier sentido.
Sin embargo, la propulsión de “proa” es significativamente menos eficiente que la de “popa”. El nuevo concepto tiene propulsores con hélices de paso variable que se pueden poner en la posición en que, alineadas con la dirección de navegación, no ofrecen ninguna resistencia al avance (feathering) y la propulsión de popa ejerce todo el empuje durante la navegación.
Distribución energías alternativas

Esto aumenta significativamente la eficiencia de la propulsión. Cuando se atraca o desatraca el barco, ambos propulsores se pueden emplear para una maniobrabilidad óptima.
Recuperación del calor de los gases de escape

El calor residual es una enorme fuente de energía: más del 50% de pérdidas residuales en industria son calor y residuos de equipos asociados (Calderas, Motores).
En este proyecto, el calor de los gases de escape del motor, se recupera y transforma en electricidad con un sistema de recuperación de calor ORC (Organic Rankine Cycle).
El ORC (Organic Rankine Cycle) es similar al ciclo de Rankine de vapor de agua, que sustituye el agua por un fluido orgánico de menor temperatura de vaporización (hidrocarburos como isopentano, isooctano, tolueno y aceite de silicona), para producir el vapor que mueve una turbina y generar electricidad. El sistema se utiliza cuando las temperaturas de la energía a recuperar no son muy altas.
En la figura podemos ver el croquis de un sistema con economizador
ORC (Organic Rankine Cycle)
Fuente de la figura RESITE, S.L. C/ Navales, 51 Pol. Ind. Urtinsa II 28923 10 Alcorcón (MADRID)
El equipo consume cero combustible adicional, y produce cero emisiones.
El motor es una parte del sistema híbrido que incluye un banco de baterías. Este banco puede ser dimensionado para poder ser cargado con una cantidad determinada de energía de la red de tierra.
La electricidad se distribuye mediante un sistema de corriente continua (DC), que reduce las pérdidas eléctricas en comparación con los sistemas convencionales.
Norberto Sánchez

sábado, 19 de mayo de 2012

Pilas/ Celdas de Combustible para generar energía eléctrica en el Viking Lady (II)

El Viking Lady  es un barco de la compañía  noruega Eidesvik ASA y utilizado como apoyo a plataformas petroleras en el Mar del Norte, nada fuera de lo común.

Sus principales características son:
Eslora total  92 m
Eslora  p.p: 84 m
Manga mid: 21,00 m
Puntal en la cubierta principal: 9,60 m
Gross tonnage: 6125 GT
Velocidad: 15,5 knots
Motores principales: 4 x Wärtsilä 6R32DF 2010kW
Generadores Principales: 4 x Alconza NIR 6391 A-10LW 1950kW
Sistema de Hélice: 2 x Rolls Royce AZP 100FP
Motores Eléctricos: 2 x Alconza QD 560 M2-6W 2300kW
Generador de Emergencia: Volvo Penta D9-MG-RC 160 kW
Los motores Wärtsilä Dual LNG/Diesel con los generadores Alconza proporcionan la energía eléctrica para la propulsión y todos los sistemas de abordo.
Pero hoy, el  Viking Lady es un barco muy especial, ya que a partir del 2011 es el primer barco que tiene instaladas celdas de combustible de alta temperatura alimentadas con LNG para generar parte de la energía utilizada a bordo.
Cada vez más, los propietarios y operadores de barcos están buscando diferentes formas de generar energía abordo de sus buques debido a las preocupaciones acerca de los altos precios del petróleo y los combustibles fósiles que se agotan. 
¿Qué son las Celdas (Pilas) de combustible?
Se trata de un dispositivo electroquímico que transforma de forma continua la energía química de un combustible (hidrógeno) y oxidante (oxígeno) directamente en energía eléctrica y calor, sin combustión.
El proceso eléctrico hace que los átomos de hidrógeno cedan sus electrones. Es parecido a una batería en el sentido de que tiene electrodos, un electrolito y terminales positivos y negativos. Sin embargo no almacena energía en la forma en la que lo hace una pila.
En síntesis, las celdas (pilas) de combustible producen energía eléctrica mediante la combinación de hidrógeno y oxígeno que convierten en agua, produciendo en una energía limpia que no daña el medioambiente y es silenciosa.
Generan menos emisiones que las producidas por los motores diesel y utilizan menos energía que los generadores tradicionales, haciéndolas más amigables con el medio ambiente pudiendo incrementar la eficiencia del sistema de propulsión de un barco.
En el año 2003 comenzó un proyecto para instalar a bordo de un barco un sistema de Celdas (Pilas) de Combustible que generara parte de la energía eléctrica utilizada, pensando en las consecuencias para el medio ambiente.
El barco elegido fue el Viking Lady y en el proyecto se unieron:
En proyectos navales anteriores con Celdas (Pilas) de Combustible, a los buques se les proveía directamente de hidrogeno que almacenaban en tanques especiales.
Esto pasa por ejemplo, en el submarino convencional tipo 212 de la Armada de Alemania que posee un sistema de propulsión diesel y un sistema adicional que utiliza una membrana de intercambio de protones en células de combustible alimentadas por hidrógeno.
También en el FCS Alsterwasser que surca las aguas del lago Alster, en Hamburgo o en el Nemo H2, que navega por los canales de Amsterdam.
En el caso del Viking Lady utiliza una Celda de Carbonatos Fundidos (MCFC).  Hasta hoy, este tipo de celdas han sido operadas con hidrógeno, monóxido de carbono, gas natural, propano, gas de relleno sanitario y diesel marino. Como el barco utiliza LNG para el consumo de los motores, una celda de combustible que funcionara con LNG era la opción lógica.
Estas celdas de combustible usan una solución líquida de carbonatos de litio, sodio y/o de potasio, embebidos en una matriz para formar un electrolito.
Operan a unos 650 ºC. La alta temperatura de operación es necesaria para alcanzar una suficiente conductividad del electrolito. Debido a esta alta temperatura, los catalizadores de metales nobles no son requeridos para los procesos electroquímicos de reducción y oxidación en la celda de combustible.
Las altas temperaturas de operación, tienen una gran ventaja ya que ello implica mayores eficiencias y flexibilidad para usar más tipos de combustibles y catalizadores menos costosos, ya que las reacciones para romper los enlaces entre el carbono de hidrocarburos de cadenas más largas, ocurren más rápido a medida que la temperatura se incrementa.
Una desventaja a ello es sin embargo, que las altas temperaturas aumentan la corrosión y la falla de componentes de la celda de combustible.
Estas celdas prometen altas eficiencias de conversión de combustible a electricidad, cerca del 60% normalmente u 85% con cogeneración.

Te puede interesar:


Subscríbete a Máquinas de Barcos vía email

Escribe tu dirección de correo:

Delivered by FeedBurner