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Del diseño de hélices al autoajuste de motores: claves de la eficiencia marítima en la actualidad

También destacan en este ámbito la implementación de parabrisas y el uso de energía en tierra.

Fuente: Mundo Marítimo

A medida que la industria marítima evoluciona, diversas tecnologías y estrategias han surgido para optimizar el desempeño de los buques. Estas soluciones buscan mejorar la propulsión, reducir la resistencia al aire y al agua, optimizar el funcionamiento de los motores y aprovechar fuentes de energía alternativas. 

La implementación de estas innovaciones no solo contribuye a reducir costos operativos, sino que también responde a la creciente regulación ambiental y a la necesidad de un transporte marítimo más sostenible. Entre las medidas destacadas en el informe "Energy-Efficiency Measures and Technologies" de DNV, que MundoMaritimo ha estado dando a conocer , se encuentran mejoras en el diseño de hélices, optimización aerodinámica, sistemas de autoajuste electrónico, pruebas de desempeño de motores, uso de energía en tierra y enrutamiento meteorológico.

Hélices de alto rendimiento y diseños especializados

Las hélices de alto rendimiento pueden instalarse en nuevas naves o como reequipamiento en unidades existentes. La optimización del diseño y la reducción de la resistencia de las palas pueden mejorar la eficiencia de propulsión en un 3% en comparación con hélices convencionales de 10 a 15 años de antigüedad. 

Las hélices de punta, como los diseños "tip endplate" y "tip rake", ofrecen una reducción de pérdidas por vórtice en las puntas de las palas, lo que puede traducirse en un aumento de potencia de entre un 3% y un 7%, alcanzando hasta un 10% en algunos casos.

Optimización aerodinámica

Los parabrisas y ajustes aerodinámicos en buques pueden reducir la resistencia al viento, mejorando la eficiencia del combustible, especialmente en naves de alta velocidad. Estos diseños pueden aplicarse en modernizaciones o en nuevas construcciones y han demostrado un ahorro de combustible de entre un 2% y un 4%, aunque en condiciones medias oceánicas el beneficio real se estima entre un 1% y un 2%.

Uno de los principales desafíos en la aplicación de estas medidas es la adaptación de los diseños a diferentes tipos de buques, teniendo en cuenta factores como velocidad media, rutas y condiciones meteorológicas. También se deben considerar los costos de instalación y mantenimiento, así como la durabilidad en entornos marinos adversos.

Autoajuste electrónico de motores

El autoajuste electrónico en motores de propulsión marina emplea sistemas avanzados de control para optimizar el desempeño en tiempo real. Este sistema ajusta parámetros de cada cilindro de manera individual, equilibrando el funcionamiento del motor y mejorando su eficiencia. Sin embargo, la implementación en motores con reguladores mecánicos puede requerir modificaciones significativas y los datos erróneos de sensores pueden afectar el rendimiento.

Pruebas de desempeño y ajuste del motor

El análisis del rendimiento de los motores principales y auxiliares permite identificar pérdidas de energía y aplicar medidas correctivas, como la puesta a punto de los motores, para mejorar su eficiencia. Este proceso puede realizarse manualmente en motores antiguos o semiautomáticos en modelos modernos y es aplicable a todo tipo de buques y motores.

Uso de energía en tierra

La conexión de los buques a la red eléctrica en puerto reduce la necesidad de operar generadores a bordo mientras están atracados, disminuyendo así el consumo de combustible y las emisiones. Esta tecnología también puede emplearse para recargar baterías de buques híbridos y eléctricos. No obstante, su implementación puede requerir inversiones en infraestructura eléctrica y expansiones de la red de suministro.

Rutas meteorológicas

El enrutamiento basado en condiciones meteorológicas contribuye a mejorar la seguridad y optimizar el consumo de combustible al evitar condiciones adversas. Este sistema se fundamenta en datos de previsión meteorológica y factores como corrientes, viento y olas, y es especialmente relevante para buques de baja velocidad y en zonas con fuertes corrientes marinas. Sin embargo, su eficacia depende de la precisión de las previsiones y de la adaptabilidad de los algoritmos de optimización de combustible.

Siempre hay más opciones 

Otras opciones para optimizar el consumo de energía en el sector marítimo incluyen:

• Baterías: Permiten el uso de electricidad en el mar, principalmente en transporte de corta distancia, con respaldo de generadores diésel en condiciones adversas.
• Turbocompresores optimizados para bajas cargas: Mejoran el desempeño del motor en regímenes de carga reducida, reduciendo el consumo de combustible.
• Generador de eje (PTO/PTI): Aumenta la flexibilidad y eficiencia energética mediante el uso de generadores y motores conectados a la línea de propulsión.
• Velocidad variable del motor: Permite operar a menor velocidad cuando se reduce la carga, optimizando el consumo específico de combustible.
• Optimización de aperturas de hélices de proa: Reduce la resistencia del casco y mejora la eficiencia del flujo de agua alrededor de la nave.
• Mejoras en el sistema de propulsión de posicionamiento dinámico: Incluyen actualización de algoritmos de control, instalación de baterías y uso de generadores de velocidad variable para optimizar el consumo de combustible.

Las innovaciones en eficiencia energética en el sector marítimo continúan evolucionando y su adopción dependerá de la viabilidad técnica y económica de cada medida. La combinación de diferentes estrategias podría representar un avance significativo en la reducción del impacto ambiental y en la optimización operativa de los buques.

Por MundoMaritimo