Pescanova, el Buque Pesquero “ILA” y el proyecto SUPERPROP

Estudio y modificaciones del buque para aumentar la eficiencia energética

 

Antes de comentar los aspectos técnicos del proyecto quiero hacer algún comentario personal del “ILA”. El buque navegó con bandera Argentina para la empresa ALPESCA SA. Fui Jefe de Máquinas del mismo en el año 1980 y navegué con Alfonso, Jefe de Máquinas que estuvo desde la construcción.

Siempre comentamos con Jaime Sousa, Caito Camardelli, Fernando Gonzáles y Luis María Errecaborde lo excelente profesional que es y más importante para todos nosotros, el recuerdo que tenemos de él como  persona. Un saludo con mucho afecto para Alfonso desde Mar del Plata, de todos nosotros.

SUPERPROP (Superior Life-Time Operation Economy of Ship Propellers) ha sido un proyecto de investigación y desarrollo con financiación por parte de la Unión Europea que ha tenido lugar entre mayo de 2005 y diciembre de 2008.

El proyecto surgió de modo natural a partir de la amplia relación entre el Grupo de Investigación del Canal de Ensayos Hidrodinámicos (CEHINAV) de la ETSIN y la empresa PESCANOVA, que transmitió en su momento su preocupación por la situación de los buques de mayor edad de su flota, en lo que se refiere a su comportamiento hidrodinámico.

PESCANOVA S.A. es uno de los principales suministradores de pescado congelado a nivel mundial, y también la primera flota pesquera privada, con cerca de 130 buques alrededor de todo el mundo, de los cuales unos 40 tienen una antigüedad suficiente como para beneficiarse de las acciones de mantenimiento a estudiar en este proyecto.

Estos buques, debido al envejecimiento y ensuciamiento del casco, la hélice y de la propia planta propulsora, y al cambio de condiciones de trabajo por la modificación de las condiciones de carga, tienen un punto de funcionamiento, hidrodinámicamente diferente para aquél para el que fueron proyectados.

Esto provoca una pérdida de rendimiento, y un aumento de emisiones, vibraciones y costes de mantenimiento del motor.

Estas circunstancias producen un aumento en los consumos, que, si bien hasta este momento había sido asumido como un hecho normal e inevitable, el alza de los precios del petróleo ha obligado a los armadores a plantearse las posibles alternativas que minimicen el impacto de dichas subidas de precio.

La preocupación general del consumo de los buques pesqueros, para los cuales este factor es un porcentaje alto de sus costes operativos, y para el que además es difícil repercutir esos costes en precio, se ha extendido a raíz del incremento del precio del petróleo en los últimos años.

Uno de los buques más representativos de la flota de PESCANOVA, el Arrastrero Congelador ILA, ha sido uno de los dos buques que se han estudiado de modo detallado en el proyecto.

PESCANOVA proporcionó la información necesaria para el estudio

• Consumo de combustible a lo largo de la vida de los buques.

• Estimaciones sobre la vida operativa.

• Costes de mantenimiento.

• Costes de reparación.

• Estancias en astilleros.

• Problemas habituales en el sistema propulsivo.

• Datos de actividad, estancia en puerto, y tiempos operativos reales.
 

 
Se realizó un estudio del proceso de diseño y del estado del arte a mediados de los años 70, época en la que la mayor parte de la flota objetivo fue construida.

SISTEMAR, líder en el diseño de hélices CLT, diseñó para este buque una hélice a colocar dentro de una tobera ya existente; se realizaron pruebas de mar antes y después de la instalación de la hélice.

También se realizó un estudio en las causas principales de envejecimiento para buques pesqueros. Estas causas son, fundamentalmente, la corrosión, la erosión, las colisiones con distintos objetos flotantes (o los propios aparejos, en el caso de los pesqueros), los procesos de fouling y los fenómenos de cavitación.

Todo esto contribuye a un aumento de la rugosidad del casco y de la hélice, que es en definitiva lo que hace que aumente la resistencia al avance.

  

Otro factor importante es el propio deterioro de la planta propulsora (de menor importancia dado lo riguroso del mantenimiento), aunque este proyecto se centra sólo en los aspectos hidrodinámicos del problema.

Los resultados de SUPERPROP se espera que contribuyan al desarrollo sostenible, dado que al mejorar el rendimiento de la Hidrodinámica de los buques, también se reducen las emisiones de gases que contribuyen al efecto invernadero. Por otro lado, se espera que contribuya a mejorar las técnicas de producción puesto que las conclusiones del proyecto pueden ser utilizadas para mejorar la vida útil del barco desde las primeras etapas del diseño inicial.

Les recomiendo leer el trabajo completo sobre el proyecto en:

http://canal.etsin.upm.es/publicaciones/articulos/ALVAREZ_BRASA_PELAYO_ETAL_SSTT_VIGO09_R01.pdf

La Hidrodinámica y la eficiencia energética en pesqueros:

Resultados del proyecto SUPERPROP

Trabajo ganador con el segundo premio en el 48 Congreso de Ingeniería Naval e Industria Marítima, celebrado en Vigo los días 25 y 26 de junio de 2009.

Y por último, agradecerles a los autores del trabajo, toda la información recibida.

Barcos de Pesca y Consumo Energético (II)

Continuando con el tema del post anterior hoy comentaré las modificaciones del conjunto Hélice/Tobera en el pesquero Jette Kristine calculadas y realizadas por MAN Diesel Alpha.

Datos del buque:
Nombre Jette Kristine, E 727, Esbjerg, Dinamarca
Año de construcción: 1986
Arqueo bruto: 638 GT
Eslora total: 43,3 mts.
Manga: 9,60 mts.
Tipo de motor: MAN Diesel 8L23/30-D
Potencia del motor: 1080 kW (1470 BHP) a 825 RPM
Tipo de reductora: MAN Diesel 39KV11
Relación de reducción: 825 a 214 RPM
Tipo de hélice: MAN Diesel Alpha VB740
Diámetro de la hélice: 2.650 mm

Las hélices diseñadas hace más de 10 años suelen presentar grandes posibilidades de mejora simplemente cambiando las palas de la hélice existente por unos diseños más actuales, avanzados y optimizados.

En el desarrollo de la nueva serie de toberas AHT de MAN Diesel se han utilizado herramientas avanzadas CFD (Computated Fluid Dynamics).

El aumento de la tracción a punto fijo conseguido mediante el uso de toberas AHT no es sólo consecuencia de la optimización del perfil de la tobera, que presenta una doble curvatura tanto en el diámetro interior como en el exterior, sino que se debe también a la contribución de otros factores tales como el ratio diámetro/longitud de la tobera, la sujeción de dicha tobera, las formas del casco en la popa y las inclinaciones de la tobera, entre otros.

Con una inversión relativamente pequeña y un plazo de retorno reducido se puede obtener una disminución importante en el consumo de combustible y en las emisiones de gases contaminantes.

En el caso del Jette Kristine se realizó una prueba y medición de la tracción a punto fijo antes de las modificaciones y lo mismo después de las modificaciones.

En las pruebas de tracción a punto fijo se obtuvieron los siguientes valores:
Medición previa: 19,1 toneladas métricas

Medición posterior: 23,6 toneladas métricas

Lo que dio como resultado un notable incremento del 23,5% en el rendimiento de la fuerza de tracción y se han obtenido reducciones de hasta un 12,5% en el consumo de combustible.

El impacto ecológico y el beneficio medioambiental, consecuencia de la disminución del consumo, son factores que no deben pasarse por alto.

Barcos de Pesca y Consumo Energético (I)

Según la FAO, la pesca es el método de producción de alimentos que requiere más intensidad de energía en el mundo, la cual procede casi totalmente de los com­bustibles fósiles, lo que deriva en una dependencia directa de las variaciones de su precio.

En los últimos años el sector de la pesca se ha subido al tren de la investigación y el desarrollo con el objeti­vo de buscar soluciones al aumento del costo de los com­bustibles y lubricantes.

En general los barcos de pesca han sido construidos con la premisa de optimizar la producción entendida como “cantidad de pesca extraída”, sin priorizar la re­percusión del diseño del buque en el consumo ener­gético, debido en parte al bajo precio del combustible en años anteriores.

No obstante, la evolución de los precios del petróleo, unido al estancamiento de los precios del pescado, ha hecho reconsiderar el modelo pro­ductivo de la pesca extractiva y los costos en combustibles y lubricantes ha pasado a convertirse en uno de los principales en la actividad del barco.

Hoy es incuestionable la necesidad de abordar un cambio en las empresas armadoras y pensar en la incorporación de medios tecnológicos que permitan reducir los costos y el impacto del combustible empleado en su activi­dad, tratando de sumar esfuerzos  para convertir a la industria pesquera en una actividad económica sostenible y –a su vez- más rentable.

Se trata de reflejar las posibi­lidades del cambio utilizando las mejoras energéticas que están disponibles y que son aplicables a barcos que operan en la actuali­dad, que sean técnica y económicamente factibles, para que el tiempo de amortización sea relativamente rápido y pueda resultar atractiva para el armador.

Puede ser muy evidente desde el punto de vista de la reducción del consumo, una modificación de la confi­guración del casco del buque, pero en barcos que ya están operativos no es una solución que resulte atrac­tiva económicamente debido a la gran inversión que requiere.

Existen estudios o posibles solucio­nes que, aún prometiendo importantes ahorros, no sean aplicables a los barcos existentes.

Con los resultados de los estudios realizados se puede llegar a unas conclusiones muy interesantes para apli­car de manera práctica, teniendo en cuenta que aunque se avance en el campo teórico, las condiciones del buque operando en el mar son muy diferentes.

Cabe destacar la dificultad de comparar con relativa pre­cisión los resultados de las mejoras propuestas teóricamente y poderlas cuantificar en un entorno real de trabajo, antes y después de una modificación.

El análisis e investigación de las tecnologías disponibles más actuales para generar propuestas viables de mejora de las unidades existentes se refieren a:

a) Mejoras en las características hidrodinámicas de la carena, en el comportamiento en la mar y en los sistemas propulsivos de los buques.

b) Mejoras en los motores propulsores de los buques.

c) Mejoras en la gestión de la energía a bordo.

d) Mejoras en los equipos y en las artes de pesca.

En este análisis se debe tener en cuenta que las diferentes mejoras potenciales serán en función del tamaño del buque, de la modalidad de pesca y de la antigüedad de los barcos.

Mejoras en las características hidrodinámicas de la carena, comportamiento en la mar y en los sistemas propulsivos de los buques:

Los buques con muchos años de trabajo, debido al envejecimiento y ensuciamiento del casco, la hélice y de la propia planta propulsora, y al cambio de condiciones de trabajo por la modificación de las condiciones de carga, tienen un punto de funcionamiento hidrodinámicamente diferente para lo que fueron proyectados.

Esto provoca una pérdida de rendimiento y un aumento de emisiones, vibraciones y costes de mantenimiento del motor. Estas circunstancias producen un aumento en los consumos que, si bien hasta este momento había sido asumido como un hecho normal e inevitable, el alza de los precios del petróleo ha obligado a los armadores a plantearse las posibles alternativas que minimicen el impacto de dichas subidas de precio.

Decisiones tan importantes como la definición del intervalo entre varadas del buque, la oportunidad de usar pinturas especiales para el casco, de montar una hélice de paso controlable, o mejorar el comportamiento hidrodinámico mediante la modificación de las formas del buque deberán basarse en un análisis económico que debe manejar tanto los costos de las reformas o paralizaciones del buque como sus costos de operación.

En este ítem se propone tener en cuenta algunas herramientas hidrodinámicas que permiten evaluar, predecir y corregir la resistencia al avance de los distintos tipos de buques.

Evidentemente, estos estudios, realizados por equipos de expertos que abarquen tanto los aspectos hidrodinámicos como los de explotación del buque, siempre han de suponer el primer paso antes de abordar cualquier mejora o corregir cualquier desajuste relacionado con los costes de explotación.

Corregir trimados desfavorables del buque, el aligeramiento de las hélices o su sustitución por otras nuevas de paso fijo o controlable o de diseños especiales, son algunos recursos de los que dispone el armador para recortar los consumos de combustible de la planta propulsora del buque pesquero.

También se revisan los efectos sobre la potencia que necesita un buque pesquero para dar una cierta velocidad en distintas condiciones de navegación y la realización de las diversas faenas propias de la actividad pesquera como pueda ser el arrastre de una cierta red, etc.