martes, 25 de octubre de 2011

¿Cómo ahorrar combustible?

El consumo de combustible es el porcentaje más elevado de los costes operativos en buques.

Una solución para poder ahorrar en el consumo de combustible es dotar a la embarcación de una herramienta para poder medir, de forma precisa, el consumo. Y a partir de ahí actuar en la optimización y reducción del consumo.
Una fuente de reducción puede ser, por ejemplo, el disminuir la velocidad de la embarcación.

En la tabla mostrada abajo pueden verse claramente los ahorros conseguidos.
Pero es claro que debemos conocer el consumo para decidir qué velocidad nos es más conveniente en cada momento.
Los armadores pueden optimizar el consumo ajustando la carga del motor hasta conseguir trabajar de la forma más eficiente posible.
Así, pueden considerarse situaciones como poder comparar el nivel de capturas en arrastre con diferentes artes de pesca, y el consumo que ha significado cada caso.

También puede darse el caso en la captura de llegar al banco a máxima velocidad, y por supuesto, a máximo consumo. Un pequeño ajuste en la velocidad puede significar un ahorro importante.
Es decir, existen posibilidades ciertas de ahorrar en el consumo de combustibles. Pero para poder tomar decisiones acertadas en cuanto a ahorro, primero debe realizarse una medición precisa de dicho consumo.

¿Cómo medir de forma precisa el consumo de combustible?

En la medida del consumo de un Motor Diesel se han cometido tradicionalmente errores de diseño que han representado ser un gasto inútil, sin conseguir ningún objetivo de ahorro.

Problemas inherentes a la medida

El esquema típico propuesto para la Medida de Consumo es el que aparece en la ilustración siguiente:


Mediremos el flujo de combustible en la línea de recirculación con un medidor a la entrada y otro a la salida. La diferencia será el consumo.
Pero este esquema “aparentemente fácil”, está sometido a los siguientes problemas a resolver:

Necesidad de una medida muy precisa

Como hemos indicado, se mide el caudal de recirculación con el fin de conseguir, por diferencia, el consumo. Midiendo un caudal alto, el de recirculación puede ser 4 ó 5 veces mayor que el de consumo a carga máxima, debemos determinar un caudal de consumo que puede llegar a ser muy pequeño.
En la tabla se muestra como partiendo de una cierta precisión de un caudalímetro (“para un contador”), se llega a la precisión que tendrá el Sistema (“sistema”).
Y esto en situación de plena carga (“carga completa”) o de ralentí.

El Sistema de Medida de Consumo ofrecido por Iberfluid se basa en los Medidores fabricados por KRAL. Estos medidores tienen una precisión del +- 0,1%, y una relación entre caudal máximo y mínimo de 1 / 100.


Queda claro en los resultados de la tabla anterior que escoger un caudalímetro inadecuado invalidará los resultados (Ejemplo: un contador con +-1% de precisión deriva en errores en la medida de consumo de combustible de entre 3,6% y 20,5% entre carga y ralentí. Es decir, el error de medida puede ser mayor que el ahorro a conseguir,

Necesidad de compensación de temperatura

En caso de no considerar las temperaturas del combustible en la aspiración y en el retorno cometeremos un error grande.
En muchos sistemas veremos que el combustible llega prácticamente a la temperatura del agua del mar, mientras que en el retorno, después de pasar por el motor su temperatura ha subido hasta 30º C o más.
Se da una expansión del volumen del combustible.
En el gráfico siguiente puede verse los cambios en la densidad para un incremento de temperatura de 40º C (por cada 10º C el volumen se expande aproximadamente un 1%).
Necesidad de compensar por los picos de presión en la línea
El efecto de las bombas inyectoras en el colector por donde recircula el combustible, es el de producir unos picos de contrapresión que provocan un flujo a borbotones, o incluso hasta flujo reverso.

Es preciso incorporar en la medida un sistema que detecte esta situación y la compense.

Medir de forma precisa el consumo

El sistema propuesto por IBERFLUID INSTRUMENTS en colaboración con KRAL, está constituido por unos medidores de caudal que junto a la unidad electrónica BEM500 miden con Precisión el Caudal de Consumo, Compensan por Cambios en la Temperatura y pueden incorporar también la compensación por picos de presión.
El resultado en los buques en los que se ha instalado el sistema ha sido un ahorro en el consumo, gracias a una gestión más eficiente en los regímenes de trabajo de los motores y gracias a la medida fiable conseguida con el sistema IBERFLUID-KRAL.

Fuente: IBERFLUID INSTRUMENTS

jueves, 13 de octubre de 2011

El Barco de Pesca para el año 2020

Promovido por la Fundación INNOVAMAR, nace en España en el año 2008 el proyecto BAIP 2020 que propone la investigación en tecnologías rupturistas para el diseño, desarrollo, fabricación, implantación de Buques Autómatas Inteligentes Polivalentes para la explotación de la Pesca en el futuro (horizonte 2020).

La iniciativa no pretende construir un navío concreto, sino “imaginar qué buque hará falta en el 2020”, con la máxima eficiencia en el uso racional de la energía a bordo, con el objetivo de obtener hasta un 25% de ahorro energético con respecto a los navíos actuales.

El buque se denomina ECO-BUQUE, por ser respetuoso con el medio ambiente, a través del aprovechamiento de residuos para la generación de energía, la minimización de las emisiones contaminantes y la participación activa en la protección del medio marino; y, por último, un grado máximo de seguridad, confort y salud de la vida en el mar de las tripulaciones.

Los principales problemas del Sector Pesquero a los que este Proyecto busca solución, son los siguientes:

·                La necesidad de disminuir los costes de consumo de combustible y optimizar las maniobras de pesca, con el fin de mejorar la eficiencia de la flota pesquera.
·                La necesidad de renovar la Flota Operativa con buques tecnológicamente desarrollados adaptados a las exigencias del mercado y a las nuevas normativas.
·                La necesidad de incrementar la eficiencia y competitividad de la explotación de los recursos marinos, así como de las empresas productoras.
·                La necesidad de incrementar la eficiencia y competitividad de la industria transformadora y comercializadora.

Todo ello con el fin de favorecer una actividad pesquera sostenible mediante la realización de una pesca responsable y competitiva, que represente un equilibrio entre el mantenimiento de unos recursos pesqueros saludables y la rentabilidad de las empresas pesqueras, sin olvidar la seguridad y confort laboral de las tripulaciones.

El sector de la pesca se enfrenta a grandes retos: la subida del precio del combustible, la escasez y lejanía de los bancos de peces, la falta de mano de obra cualificada, un medio siempre hostil como es el mar y, sobre todo, ser más competitivo.

Conscientes de que la alta competitividad y la reducción de los recursos existentes, los grupos de investigación trabajan en modelos que evalúen las exigencias de los barcos de pesca.


Se debe pensar en procesos de explotación inteligentes e innovadores, más eficientes y sostenibles, actuando sobre la eficiencia energética, los sistemas de pesca, la protección del medio marino y  la seguridad de la tripulación o la sustracción automatizada.

Hoy, los bancos de pesca son cada vez más escasos, difíciles de localizar y se encuentran cada vez más lejos de las costas. Por ello es necesario investigar cómo localizar mejor los bancos, con el objetivo de que el buque del futuro vaya directamente a ellos y extraiga su cuota asignada.

Los objetivos generales fijados para el proyecto son:

1) La investigación en ciencias y tecnologías implicadas en el diseño y construcción de buques eficientes y medioambientalmente responsables y en la protección de los recursos oceánicos, que permitan un salto tecnológico hacia el buque pesquero del futuro.
2) La mejora radical de la eficiencia y competitividad de la flota pesquera, de la industria auxiliar y de la construcción naval.
3) La generación de conocimientos para la creación de nuevos productos, procesos o servicios de interés estratégico en el sector naval y oceánico que dominen los mercados internacionales.

Las principales mejoras que se esperan obtener son:

·       Nuevas metodologías y modelo experimental tecnológico para la optimización de los procesos de mantenimiento y conservación de los buques.
·       Modelos predictivos de fallos del buque en alta mar.
·       Sistema de telemedicina avanzado.
·       Modelos tecnológicos para la optimización de los procesos de autocontrol y de la cadena de suministro de los productos pesqueros.
·       Nuevos sistemas para la detección de bancos de pesca. Sistemas de teledetección y monitorización que permitan reducir el tiempo de búsqueda de cardúmenes con el consiguiente ahorro energético y de operación del buque.

El buque resultante de estas investigaciones consumirá menos, tendrá plazos de producción y entrega más cortos y será respetuoso con el medio ambiente.

viernes, 7 de octubre de 2011

Pescanova, el Buque Pesquero “ILA” y el proyecto del cambio de la Hélice

Dentro del proyecto SUPERPROP, en el buque pesquero “ILA”, después de analizar las pruebas de mar con el propulsor original (2006) se dedujo que el propulsor estaba trabajando con exceso de paso, debido a sobrecarga por envejecimiento combinada con un diseño original quizá no muy adecuado.

Esta deducción se basaba en que el propulsor estaba trabajando a rpm muy inferiores a sus nominales.

Se realizaron dos estudios para la construcción de una hélice nueva. El primero fue para una hélice convencional y alternativamente uno para  una hélice no convencional, del tipo CLT, que fue propuesta por SISTEMAR. La elección entre estas dos alternativas se decantó por la CLT, entendiendo que un proyecto de investigación es una buena base para probar nuevas tendencias.

Fundamento teórico de una Hélice tipo CLT (Contracted and Loaded Tip Propeller)

Las hélices CLT se diferencian de las convencionales por tener unas placas de cierre en los extremos de las palas que permiten que exista una carga no nula en el borde de las mismas.

La hélice al girar modifica el campo de presiones del agua que la rodea y genera una velocidad inducida que da lugar a un incremento de la velocidad del agua.

La componente axial de la velocidad inducida aumenta a lo largo de la vena líquida desde el disco actuador que modeliza la acción de la hélice sobre el agua hasta el infinito, aguas abajo.

Este incremento de velocidad produce una reducción progresiva de la sección transversal de la vena líquida (ecuación de continuidad). Las placas de cierre de la hélice CLT deben adaptarse a la contracción de la vena líquida para reducir, tanto como sea posible, su resistencia viscosa.



Hélice del tipo CLT para el ILA
Ventajas de las Hélices CLT

Las numerosas pruebas de mar realizadas con buques que tenían instaladas hélices convencionales y posteriormente hélices CLT, arrojan las siguientes ventajas comparativas de estas últimas respecto de las primeras:

– Tienen un mayor rendimiento propulsivo, lo que permite reducir la potencia propulsora necesaria para alcanzar una determinada velocidad. Esto se traduce en un importante ahorro de combustible, entre un 7 y un 12% menos de consumo a igualdad de velocidad. Alternativamente, a igualdad de potencia propulsora, las hélices CLT permiten aumentar la velocidad del buque entre 0,3 y 0,6 nudos.

– Los niveles de vibraciones excitadas sobre el casco por las hélices CLT son considerablemente inferiores a los niveles correspondientes de las hélices convencionales, debido a la menor depresión en la cara pasiva de las palas, con una extensión de cavitación mucho menor y menores fluctuaciones de presión.

– A igualdad de potencia propulsora, se obtiene una mejor respuesta del buque a la acción del timón, y por consiguiente, mejores características de maniobrabilidad, con círculos de evolución de menor radio y menor distancia de frenado requerida.

Retorno de la inversión con las hélices CLT

Uno de los principales motivos de dudas de un armador cuando se le propone la instalación de una hélice CLT es el mayor costo en relación a una hélice convencional.
La reducción de la factura anual de combustible conseguida mediante la hélice CLT se estima en función del tipo de buque (horas de navegación al año, consumo específico de combustible, porcentaje de ahorro estimado) y del precio de combustible.

En función de estos parámetros, en el caso de buques en servicio, donde al costo de construcción hay que sumarle los costos de instalación, el retorno de la inversión se produce en aproximadamente entre 2 y 3 años.

Fuente SISTEMAR
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