jueves, 10 de abril de 2014

Buques Sísmicos

¿Qué es un buque sísmico y cómo funciona?

Un buque sísmico es un barco dotado de equipos especiales para localizar yacimientos petrolíferos o de gas en el subsuelo marino. También se utilizan para el estudio de la geología de los fondos marinos, incluyendo la formación de rocas o estudios sobre las fallas oceánicas.

La tecnología de búsqueda geofísica de estos buques está ligada a la transmisión controlada de energía acústica. Estos barcos suspenden por debajo de la línea de flotación, en popa, una serie de lanzadores sónicos por aire comprimido.

 
 Buques sísmicos
La diferencia de energía y el tiempo que tardan estas ondas de energía en volver al barco desde el fondo marino es recogida por las unidades sísmicas denominadas streamers, colocados en largos cables de hasta 12 kilómetros de largo, y cuya superficie está cubierta de hidrófonos, que envían la información a los sistemas informáticos del buque.
Estos sistemas informáticos generan imágenes de la estructura geológica del fondo de los océanos, que luego se transmite a tierra para ser procesada en instalaciones más potentes.
Debido a las características del trabajo que desarrollan estas embarcaciones cuentan con una alta maniobrabilidad para asegurar el rumbo, lo que se consigue con hélices con timones activos, además de hélices transversales, tanto a proa como a popa. Para garantizar que mantienen el curso sin salirse de la trayectoria, utilizan sistemas de posicionamiento dinámico. 
También es de gran importancia reducir al máximo los ruidos producidos por el propio buque, por lo que ese es uno de los puntos importantes del diseño. Entre otras cosas, es el motivo de que usen la propulsión diesel-eléctrica como alternativa menos ruidosa.
Como las velocidades de trabajo son de unos cinco nudos y hay que remolcar todos los equipos de emisión y recepción de sonido, la potencia de propulsión instalada tiene que ser alta.
 
Requisitos operativos
1) Operación en todos los océanos y zonas polares (antes de la formación de la capa de hielo)
2) Profundidad de operación: 20 – 4000 m
3) Remolque del equipo sísmico en condiciones normales de propulsión y también en emergencia (azimutal retráctil de proa)
4) Helipuerto
5) Bunkering en la mar con buques supply (operación continua)
6) Puente con visibilidad 360º
7) Grúa offshore (ship to ship)
8) Excelente maniobrabilidad del buque
9) Requisitos muy exigentes en cuanto a emisiones de ruido a popa del buque (Distancia mínima gun arrays a hélices popa: 250 m)
10) Estudios de predicción de ruido y vibraciones antes de la construcción
11) Buen comportamiento en la mar en tránsito y en operación
12) Remolque del equipo sísmico a 4,5 – 5,5 nudos con Estado mar B3

Buques sísmicos

El uso de más de un cable proporciona imágenes del sustrato marino en tres dimensiones. Si las descargas son lanzadas desde una embarcación distinta o bien si se tiende un cable en el fondo marino para disparar las descargas, se añade una cuarta dimensión, como es el tiempo. De ese modo, el sistema puede detectar cambios en el depósito, repitiendo la prospección a intervalos de tiempo constante.
 

miércoles, 2 de abril de 2014

A 25 años del accidente del 'Exxon Valdez'

Alaska, Estuario del Príncipe Guillermo

El Estuario del Príncipe Guillermo situado en Alaska, alberga los bosques pluviales más septentrionales del planeta y un ecosistema en el que antes del vertido convivían orcas, nutrias, águilas calvas y decenas de especies de peces como el fletan, el arenque o el salmón.

Cuatro minutos después de la medianoche del 24 de marzo de 1989, el 'Exxon Valdez' cargado con unos 208 millones de litros de crudo encalló en el arrecife de coral conocido como Bligh Reef, situado en el Prince William Sound y derramó alrededor de 40,9 millones de litros de petróleo crudo.

No era el primer accidente de este tipo, pero sí el mayor de EEUU hasta ese momento (fue relegado en 2010 tras la tragedia de la plataforma 'Deepwater Horizon' en el golfo de México). 

El accidente del "EXXON VALDEZ"
 
Cerca de 41.000 toneladas vertidas; unos 2.100 kilómetros de costa afectados; más de 250.000 aves marinas muertas, 2.800 nutrias, 300 focas, 247 águilas calvas, 22 orcas...
Hasta el accidente, no parecía importar que el petróleo transportado por los grandes petroleros sólo estuviera separado del mar por la plancha del casco. En EEUU la Oil Pollution Act de 1990 supuso el fin de los buques petroleros monocasco.
Petroleros de doble casco
Tras aquel desastre, en 1990 se adoptó una dura legislación que exige doble casco para todos los nuevos petroleros, así como para los que cumplan 23 años.
Estos barcos tienen en su interior una segunda chapa separada del casco, que es la que forma los depósitos. La distancia entre ambas garantiza, que en caso de choque, la interior no sufra desperfectos y el crudo no se vierta al océano.
En Europa hubo que esperar a los accidentes del Erika (en las costas de Francia) y al Prestige (en las costas de España), para que se consolidara esta medida.
Pero no sólo se consiguió mejorar la seguridad, se aprendió mucho sobre el impacto ecológico de las mareas negras sobre ecosistemas, fauna salvaje y recursos pesqueros.
El impacto emocional por la vulnerabilidad de la zona y unas escalofriantes imágenes convirtieron el desastre del 'Exxon Valdez' en icono del movimiento ecologista.
El contraste entre las imágenes prístinas de Alaska, uno de los rincones del mundo menos intervenidas por el ser humano, y las imágenes del fuel arribando a sus costas por toneladas convirtió a este buque petrolero en un icono del ambientalismo mundial.
En el siguiente Link publicado por el diario El Mundo de España se pueden ver los detalles del accidente y sus consecuencias.

martes, 25 de marzo de 2014

Diseño de las Hélices CLT (Contracted and Loaded Tip Propeller)

Hélices de alto rendimiento con placas de cierre en el extremo de las palas

En los últimos años se han venido desarrollando nuevos diseños de hélices no convencionales encaminados a mejorar el rendimiento propulsor del buque; así podemos citar las de paso variable, hélice tobera, contra-rotativa, azimutales, supercavitantes, emergentes, Voith-Schneider, etc.

Sin duda, una de las aportaciones más importantes ha sido un diseño español de un tipo especial de hélice denominada CLT o hélice con «extremos de pala cargados».

 
En 1976 Astilleros Españoles comenzó las primeras investigaciones sobre hélices con placas de cierre en los extremos de las palas, denominadas entonces hélices TVF (Tip Vortex Free).
 
A pesar del entusiasmo inicial y de las posibilidades de aplicación de este tipo de hélices con placas de cierre, las circunstancias de ese momento no condujeron al necesario desarrollo que permitiese su aplicación práctica.
 
En abril de 1987 nació SISTEMAR S.A. con la intención de continuar los desarrollos que el Dr. Ingeniero Naval Gonzalo Pérez Gómez había comenzado con estas hélices en Astilleros Españoles.
 
Las teorías tradicionales para el diseño de hélices y los métodos de extrapolación de los resultados de los ensayos de modelo no son válidos para hélices con carga en los extremos de las palas. Esta es la razón por la cual los expertos de Sistemar han hecho considerables esfuerzos para desarrollar sus fundamentos teóricos y sus procedimientos para este tipo de hélices, que tiene en consideración la tesis propuesta por el Dr. Gonzalo Pérez Gómez de que una hélice con carga positiva en los extremos de la pala tendría mayor rendimiento que las hélices convencionales. 
 
En las CLT, gracias a sus placas de cierre, se independiza el flujo en el extremo de la pala, lo que permite que se cree una diferencia de presiones y las anchas secciones extremas de las palas contribuyen en gran medida al empuje total, tal como se observa en la figura.

Hélice CLT  
Respecto a la cavitación, tienen a su favor la menor depresión existente aguas arriba, pero en su contra está el desprendimiento de flujo producido en las secciones extremas debido al excesivo ángulo de ataque (ver: «Un hito español en la propulsión naval. Rentabilidad de un amplio programa de I + D +i».) 

La segunda generación de estas hélices ha aportado mejoras, como la reducción de la depresión en la cara de succión, minimizando la extensión de cavitación tipo lámina y las fluctuaciones de presión, y han aumentado la sobrepresión en la otra cara, con el consecuente aumento del rendimiento.
 
Estos procedimientos han sido respaldados por más de 500 experiencias a plena escala y los fundamentos teóricos están contenidos en el libro titulado "Detailed design of ship propellers" cuyos autores son G. Pérez Gómez y J.G. Adalid publicado por el FEIN.
 
SISTEMAR está en continuo desarrollo de la tecnología CLT en busca de la hélice óptima. Ha participado en proyectos europeos de I+D+i como SUPERPROP y SILENIV y actualmente participa en los proyectos del 7º Programa Marco de la Comisión Europea TRIPOD y AQUO. Con la Office of Naval Research de la US Navy se ha iniciado también un proyecto con hélices CLT aplicadas a un buque de la Marina, cuyos ensayos con modelos se van a realizar en CEHIPAR.
 
 
En el blog barcos-de-pesca, podés leer un estudio sobre el cambio de hélice al Buque Pesquero Congelador ILA, del que fui Jefe de Máquinas cuando navegaba con bandera Argentina.
 “Pescanova, el Buque Pesquero “ILA” y el proyecto del cambio de la Hélice”
 


 Norberto Sánchez


jueves, 9 de enero de 2014

Motores MAN Diesel & Turbo: Últimas tecnologías en motores duales de dos y cuatro tiempos

En cumplimiento de las nuevas ordenanzas de Marpol y la Organización Marítima Internacional (OMI), debido a la importancia de las emisiones contaminantes de los buques, principalmente óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno, partículas y dióxido de carbono, los constructores de motores tratan de implementar soluciones para disminuir la contaminación del ambiente ocasionados por los gases de escape de los mismos.

El gas licuado es una alternativa ecológica amigable con nuestro planeta. Los motores MAN 7G70ME-GI. son los nuevos motores de 2 tiempos de MAN Diesel &Turbo, con tecnología dual y sistemas de reducción de emisiones, de baja velocidad tipo ME-GI (tipo M controlado electrónicamente, GI para inyección de gas), que ofrecen una alta eficiencia de la planta propulsora.

MAN Diesel & Turbo ha comprobado que incluso si se compara con la mejor solución de propulsión para DFDE, el motor ME-GI ofrece un ahorro de combustible de más de 30 toneladas de gas por día operando a velocidad de crucero de 15-17 nudos. Estos motores ofrecen la opción de usar tanto HFO como LNG, predominantemente este último.

Se está desarrollando también el motor ME-LGI que utiliza como combustible LPG (gas licuado de petróleo, propanos y butanos líquidos) y metanol, con menor  punto de inflamación, un concepto totalmente nuevo que amplía enormemente la cartera de dual-fuel de la empresa.

MAN suministrará los motores duales de dos tiempos ME-GI para dos portacontenedores de 3.100 TEU de la naviera estadounidense TOTE. Cada buque estará equipado con el motor de MAN 8L70ME-GI (25.191kW a 104 rpm) y con grupos auxiliares duales MAN L28/32DF.

En consorcio con la compañía Alfa Laval que entregará el sistema Pure SOx de eliminación de óxido de azufre, suministrará al astillero italiano Fincantieri Cantieri Navali Italiani SpA ocho motores para la propulsión diesel eléctrica de dos nuevos cruceros para la compañía Viking Ocean Cruises.

Cada crucero estará propulsado por 2 × MAN 9L32/44CR + 2 × 12V32/44CR que proporcionan una potencia de 23.520 kW.

La combinación de la tecnología common rail de MAN Diesel & Turbo, junto con el sistema de tratamiento de gases de escape PureSOx de Alfa Laval, permitirá a estos buques cumplir -de la forma más económica posible- con los cada vez más estrictos requisitos globales de emisiones de óxido de azufre; especialmente, con los límites más exigentes de 0,1 % de azufre en las Zonas de Control de Emisiones (ECA).

También suministrará 30 motores duales de cuatro tiempos 8L51/60DF al astillero chino Hudong–Zhonghua. Los motores se instalarán en seis buques metaneros de 174.000 m³ con propulsión diesel eléctrica (DFDE).

Cada barco estará equipado con cinco unidades del motor MAN 8L51/60DF cumpliendo con la normativa IMO Tier III de emisiones de NOx cuando operan con gas. Estos motores están dotados con el sistema “Fuel Sharing”, que permite al operador seleccionar la proporción de fuel/gas que se desea utilizar en la operación de los motores duales, proporcionando una total flexibilidad en el uso del combustible (fuel y/o gas).

Así mismo, MAN Diesel & Turbo suministrará 5 unidades del motor dual de cuatro tiempos 8L51/60DF al astillero japonés Kawasaki Heavy Industries. Los motores se instalarán en el buque metanero con propulsión diesel eléctrica (DFDE) que el astillero construirá para el armador japonés K-Line.

En el astillero coreano Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering Co., Ltd. se construyen dos nuevos barcos metaneros. Cada buque de 173.000 m³ estará propulsado por dos unidades del motor MAN 5G70ME-GI por ser significativamente más eficientes que otros motores utilizados en la actualidad en la propulsión de este tipo de buque.

Estos motores se basan en el nuevo concepto de motor de carrera ultra larga y bajas revoluciones, proporcionando una mayor eficiencia global de la planta propulsora gracias, por un lado, a su menor consumo, y por otro, gracias a la posibilidad de acoplar hélices de mayor diámetro. El potencial de ahorro en consumo se estima entre un 4% y un 7%, generándose reducciones equivalentes de emisiones de CO2.

Flexible Dual Future - MAN B&W ME-GI Engine


Norberto Sánchez



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