domingo, 21 de diciembre de 2014

El nuevo diseño de buques de transporte de LNG

Mitsubishi Heavy Industries MHI ha completado el desarrollo del nuevo ‘Sayaringo STaGE’, (esta última sigla es un acrónimo de Steam Turbine and Gas Engines), para el transporte de Gas Natural Licuado (GNL), que ofrece mayor eficiencia en el transporte y rendimiento del combustible.
El buque tiene una eslora de 297,5 m, manga de 48,94 mts., puntal de 27 mts. y calado de 11,5 mts. Contiene cuatro tanques y la capacidad total es de 180.000 m3 de LNG, aunque se puede adecuar a las necesidades de transporte.

La nave se proyecta para responder al crecimiento anticipado en la demanda para las naves en la nueva categoría de Panamax.
Nuevo Panamax es el término para el límite del tamaño de las naves que serán capaces de viajar a través del Canal de Panamá después de su extensión prevista para el mismo,  que se espera esté disponible para principios de 2016: 366 mts. de eslora, 49 mts. de manga y el 15.2 mts. de calado.
Los parámetros actuales de Panamax son: 295.0 mts. de eslora, 32.2 mts. de manga y 12.0 mts. de calado.
El nuevo diseño se presenta como sucesor de la exitosa serie denominada “Sayaendo”, que ya había tenido una gran aceptación por parte de los cargadores de gases, debido sobre todo a la alta fiabilidad de los tanques esféricos que equipan, reforzando su estructura de aluminio con una cubierta de acero e integrándolos con el casco de la nave.
MHI sostiene que la nueva forma de tanque ligeramente más abultada en su parte superior que en la inferior, (de ahí la denominación de ‘manzana’) constituye una versión mejorada de los tanques tipo Moss permitiendo un incremento de la capacidad, y por tanto, de la rentabilidad en el transporte, sin necesidad de modificar el Panamax 3 que constituye la estructura de ambos buques y que permitirá un aumento del 16% en la capacidad de carga de gas.
Sistema de propulsión

El nuevo barco cuenta con un sistema híbrido de doble propulsión. Éste se compone de una planta UST (“Ultra Steam Turbine plant”) (una turbina naval de vapor recalentado de alta eficiencia desarrollada por MHI), un motor tecnología dual capaz de operar tanto con gas como con combustible líquido, y un motor de propulsión eléctrico, que reduce considerablemente el impacto medioambiental de sus actividades.

El sistema UST utiliza una turbina de media presión, además de las turbinas altas y de baja presión. Después de que el vapor de la caldera es utilizado en  la turbina de alta presión, el vapor vuelve a la caldera y se recalienta para conducir a la turbina de media presión y posteriormente a la turbina de baja presión.
Calderas para el sistema  UST
La eficiencia de la planta se ha incrementado significativamente a través del uso efectivo de los gases residuales del motor dual en la turbina UST, lo que deriva en un sistema de propulsión de alta eficiencia para la navegación en una completa gama de velocidades.

Características importantes de una planta UST:

Una eficacia más alta de la planta: Mejora de cerca de 15% el consumo de combustible.

Altas confiabilidad y seguridad: Como en las plantas convencionales de turbinas.

Costes de mantenimiento bajos: Similar al costo de mantenimiento de las plantas convencionales de turbinas.

Disminución del cerca de 15% de las  emisiones (NOx, SOx, CO2).

Flexibilidad de la selección del combustible: puede quemarse fuel solo, gas solo o una combinación de ambos.

Vida de planta extremadamente larga: más que 40 años.    
                        
El sistema aumenta la eficiencia en el consumo de combustible en un 20% comparado al de Sayaendo, diferencia que alcanza hasta un 40% con respecto a otros metaneros.



miércoles, 12 de noviembre de 2014

Los Primeros RO-RO Pure Car/Truck propulsados con LNG

United European Car Carriers (UECC) ha firmado un contrato para la construcción de dos Pure Car/Truck Carriers (PCTC) propulsados mediante LNG. Cada buque llevará un motor MAN B&W 8S50 ME-GI dual-fuel.
La compañía transporta al año, más de 2,2 millones de vehículos y unidades de carga rodada a bordo de 28 buques diseñados especialmente para su transporte. Su sede central se encuentra en Grimstad y en Oslo, Noruega. Actualmente, es propiedad por partes iguales de la sueca Wallenius Lines y de la Nippon Yusen Kabushiki del Kaishasta japonés (NYK).
nuevo motor de doble combustible 8S50 ME-GI de MAN Diesel & Turbo
La naviera ha encargado a Kawasaki Heavy Industries (KHI) 2 buques de transporte de vehículos (pure car/truck carriers, PCTCs) que podrán utilizar como combustible gas natural licuado (GNL), además de fuel oil pesado o gasóleo marino utilizando el nuevo motor de doble combustible 8S50 ME-GI de MAN Diesel & Turbo.
Se construirán en el astillero NACKS que operan conjuntamente KHI y China Ocean Shipping Company en Nantong, China.

El proyecto de estos buques ha sido desarrollado conjuntamente por UECC, Wallenius Marine, NYK Technical Group y Kawasaki Heavy Industries.
Ambos buques se entregarán en segunda mitad de 2016 y tendrán 181 m de eslora, 30 m de manga y 10 cubiertas, con capacidad para transportar aproximadamente 3.800 coches tamaño estándar. Una parte significativa de la capacidad de transporte podrá utilizarse para carga alta y pesada y cualquier otro tipo de carga que requiera remolques MAFI. Los nuevos buques serán reforzados para hielo (1ª Super Finish/Swedish ice class), para facilitar su navegación por el Mar Báltico.
El motor ME-GI

El motor ME-GI ofrece la opción de utilizar tanto gasoil como GNL en función del precio y la disponibilidad, así como de las normativas medioambientales.

El gas licuado es una alternativa ecológica amigable con nuestro planeta. 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), ofrecen una alta eficiencia de la planta propulsora.


Este tipo de motores son compatibles con hélices más grandes que los diseños actuales, facilitando una mayor eficiencia en el consumo de combustible; en concreto, se estima que el ahorro puede ser del 4,7%, una cifra similar para la reducción de emisiones de CO2.
El motor ME-GI usa inyección de gas a alta presión que permite mantener las numerosas ventajas de baja velocidad característica de los motores MAN. La especificación técnica del motor cumple con la Tier II de la OMI y cuenta con varias opciones para cumplir con los cambios introducidos por la Tier III, cuya entrada en vigor será en 2016.

Adaptación a la Tier III
Para cumplir la norma Tier III se requiere una reducción del 80% en las emisiones de azufre en comparación con la Tier I,  dentro de las áreas designadas de control de emisiones (ECASs) durante un ciclo de pruebas definido.

Por ello, MAN Diesel&Turbo ha desarrollado dos soluciones que ayuden a cumplir con este límite; por un lado, la reducción catalítica selectiva, SCR, que implica la reacción catalítica acelerada de óxidos de nitrógeno con amoníaco para formar agua y nitrógeno; y por otro, la recirculación de gases de escape, EGR, que realiza la recirculación de una parte del gas de escape del motor para devolverlo a los cilindros.


El LNG como combustible está reconocido como la opción más limpia y respetuosa con el medio ambiente para el transporte marítimo. Reduce significativamente las emisiones de CO2 y NOx, así como elimina significativamente las emisiones de SOx y las partículas.
Una vez en servicio, los buques podrán completar un trayecto de ida y vuelta de 14 días en el Báltico operando únicamente con este tipo de combustible, tanto en el motor principal como en el combustible destinado a energía auxiliar.
En los siguientes post se puede leer más sobre este tema:

miércoles, 9 de julio de 2014

Buques de transporte de Gas Natural Licuado (GNL)

(LNG, en inglés Liquefied Natural Gas) (I)
Para poder referirme a los buques que transportan GNL trataré de definir que es el GNL:
Gas Natural
El gas natural es inodoro, incoloro, no tóxico, su densidad (con respecto al agua) es 0,45 y sólo se quema si entra en contacto con aire a concentraciones de 5 a 15%.
En el pasado se consideraba un subproducto sin valor, asociado con la extracción de petróleo crudo, hasta que en 1920 se hizo evidente que era una valiosa fuente de combustibles como el propano y el butano.

Composición típica del gas natural

La composición del gas natural varía según la zona geográfica, la formación o la reserva del que es extraído.

Gas Natural Licuado (GNL)
El gas natural licuado es gas natural que ha sido procesado para ser transportado en forma líquida.
Es posible reducir el volumen del gas natural mediante altas presiones, enfriamiento extremo o una combinación de las dos cosas. Se consideraba que el gas natural presurizado era demasiado peligroso de transportar debido al riesgo de explosión, así como el costo de los tanques contenedores. Sin embargo, los científicos descubrieron que si se enfriaba el metano a una temperatura aproximada de -161 ºC, se transformaba en un líquido cuyo volumen es 600 veces menor que en su fase gaseosa.

Para poder ser licuado, primero deben sacarse los elementos que podrían solidificarse durante el proceso de licuefacción (agua y dióxido de carbono), y luego se lo debe someter a enfriamiento hasta su punto de condensación, lo que en el caso del metano (principal constituyente del gas natural) es de aproximadamente -161 ºC a presión atmosférica.

Los orígenes de la tecnología de licuefacción del GNL aparecen alrededor de 1920 cuando se desarrollaron las primeras técnicas de licuefacción del aire. El primer uso de GNL fue para recuperar Helio del gas natural. El proceso se basaba en la licuefacción de los hidrocarburos que contenían helio, dejando este último en fase gaseosa; después de la extracción del helio, el GNL se vaporizaba y se vendía como combustible.

Buques de transporte de GNL (Gasero o Metanero)

Un gasero o metanero es un buque construido expresamente y dedicado al transporte de gas natural licuado, conocido por LNG, sus siglas en inglés (liquefied natural gas), desde los yacimientos en los países productores de gas natural a las plantas regacificadoras de los países consumidores. Las características tecnológicas de estos barcos son muy sofisticadas, ya que el gas debe mantenerse a una temperatura de -160°C.

Se considera que el primer transporte de GNL a larga distancia se realizó en 1959, cuando el buque de carga reconvertido en gasero, el Methane Pioneer, cargando cinco tanques prismáticos de aluminio de 7.000 barriles de capacidad con soportes de madera balsa y aislamiento de madera contra enchapada y uretano, transportó una carga de GNL desde “Lake Charles” en Louisiana” hasta “Canvey Island” en el Reino Unido. Esto demostró que grandes cantidades de gas natural licuado podían ser transportadas de manera segura a través de los mares.

Debido al éxito obtenido por el Methane Pioneer, se construyeron los primeros buques diseñados expresamente para el transporte de LNG, el Methane Progress y su gemelo, el Methane Princess, con una capacidad de 34.500 metros cúbicos cada uno.
Qatar está trabajando con los mayores buques actuales de 260.000 m3.
Se trata de buques de elevadas prestaciones: velocidad de 19-20 nudos, alta potencia propulsora (35.000-40.000 CV), ritmos de carga muy elevados (menos de un día), y habitualmente consumen para su movilidad el propio gas que se evapora en sus tanques de carga  (boil off) en combinación con  fuel oil.

En función del aislamiento de los tanques, estos buques pueden ser de dos tipos:

Metaneros de membrana, llamados así porque sus tanques disponen de una membrana de acero corrugado y expandible. A simple vista se distinguen porque en su cubierta sobresale una gran estructura, normalmente prismática.

Metaneros Kvaerner Moss
, que incorporan varios depósitos construidos en una aleación de aluminio y de forma esférica que destacan sobre la cubierta.
Uno de los problemas que presentan este tipo de buques, es que debido a la baja gravedad específica de la carga, tienen un calado reducido en comparación con otras embarcaciones de similares características; hay que agregar el efecto de superficie libre producido por la carga contenida en los tanques; estos efectos requieren una especial atención debido a que afectan directamente la estabilidad del buque.


jueves, 19 de junio de 2014

El transporte marítimo y la eficiencia energética

Las empresas de transporte marítimo son conscientes de las ventajas de la eficiencia energética y ya se han puesto manos a la obra para ahorrar combustible y reducir las emisiones de los gases de escape de muy diversas maneras.

Reducción de la velocidad de los buques
A mayor velocidad, mayor consumo de combustible. Las compañías han decidido reducir la velocidad de sus buques, incluso un poco, con la intención de ahorrar una gran cantidad de combustible y reducir las emisiones sin necesidad de un gran gasto en innovación. Esta iniciativa demuestra que cuando se trata de transportar mercancías no perecederas puede resultar mucho más rentable y beneficioso para el medio ambiente hacerlo a una velocidad más lenta.

En comparación con otras formas de transporte, la navegación a bajas velocidades es más eficiente y menos contaminante (unas diez veces más eficiente que los camiones y al menos cien veces más que el transporte aéreo). Si la velocidad del barco aumenta, se pierde mucha de esta eficiencia.
La OMI calculó que una reducción del 10% de la velocidad en todos los barcos del mundo reduciría las emisiones en un 23,3%. Hapag-Lloyd redujo la velocidad de algunos de sus barcos en tan sólo 5 nudos (un 20%), lo que le ahorró un 50% de gastos de combustible.

Soluciones técnicas
Eficiencia Energética en Motores Marinos 
Podemos aplicar medidas funcionales de manera fácil y económica como ser:
a) Establecer la hoja de ruta según las condiciones meteorológicas 
b) Una mejor eficacia de la logística y planificación del viaje
c) Un funcionamiento óptimo de barcos y motores 

Otras tecnologías aplicables podrían ser: 
 
d) El uso de "energía marítima alternativa" en puertos, donde los barcos apagan sus motores diesel y se conectan a un suministro energético, reduciendo así sus emisiones directas en zonas de puerto y cubriendo sus necesidades energéticas con fuentes de bajas emisiones. 
e) Un mejor diseño de los cascos puede reducir las emisiones gracias a un menor consumo de combustibles.
f) Unos revestimientos especiales en las hélices pueden reducir el uso de combustible entre un 4 y un 5%, a la vez que se reducen las necesidades de mantenimiento. Esta inversión se recuperaría fácilmente en un año.
g) La navegación a vela o cometa funciona con energía eólica, sin emisiones, y ya se está planeando utilizar estas tecnologías en algunos buques contenedores nuevos o ya existentes. 

El uso de combustibles más limpios
El Fueloil residual utilizado por la mayor parte de los barcos es de baja calidad. El uso de MDO (Marine Diesel Oil) y MGO (Marine Gas Oil) reduce las emisiones de partículas finas y de óxido de nitrógeno en comparación con el uso de fueloil pesado.
El contenido de azufre del fueloil residual varía según el crudo, pero en general es de un 2,5%. Por el contrario, combustibles más limpios como el MDO contienen un 0,5% de azufre, mientras que el MGO sólo contiene un 0,1% de azufre.
Los proyectos de la OMI de pasar del fueloil pesado al MDO resultarían en una reducción de entre el 4% y el 5% del dióxido de carbono emitido por tonelada métrica de combustible consumido. También se reduciría el óxido nitroso en más de un 91%, de las partículas finas en un 63% y de los óxidos de nitrógeno en casi un 5%.
El LNG (gas natural licuado) es una nueva alternativa más limpia y barata al fuel ya que reduce, el 100% de las emisiones de SO2 y partículas, el 90% de las emisiones de NOX y casi un 30% de las emisiones de CO2.
La tabla comparativa muestra las diferencias entre las emisiones por kWh de CO2, SOx, NOx y partículas en la combustión de LNG y la combustión de un MDO (Marine Diesel Oil): 
Diferencias entre las emisiones por kWh  
Otras mejoras que aporta un motor alimentado con LNG es que elimina la necesidad de equipos secundarios como filtros, calentadores y disminuye el consumo de lubricantes para el motor.

Pero las iniciativas para aumentar la Eficiencia Energética no acaban aquí.
En una economía globalizada, muchas de las mercancías que adquirimos llegan hasta nosotros en contenedores vía barcos.
La compañía holandesa Cargoshell ha diseñado un contenedor de mercancías plegable, costruido de composite y aluminio. Al estar fabricado en material composite reforzado, su principal ventaja frente a un contenedor convencional es que es un 25% más ligero que el acero de los contenedores de iguales medidas.
Otras ventajas del composite:
Es un excelente aislante. Muy higiénico (no atrae hongos o insectos). Muy durable. Bajo mantenimiento. Fácil de limpiar. No se corroe.
A diferencia de las señales radiográficas de los contenedores de acero actuales, las paredes de composite permiten pasar a través de ellos a las ondas de radio. Por lo tanto, las señales de GPS pueden ser enviadas y recibidas, lo que permite, por ejemplo, el seguimiento de los envíos.

La ventaja de contenedores Plegables
Estos contenedores tardan sólo 30 segundos en plegarse o desplegarse, trabajo efectuado por una sola persona.
Una vez plegado ocupa sólo el 25% del espacio de un contenedor estándar, con lo que se podrían ahorrar millones de dólares al transporte marítimo en costes de transporte de contenedores vacíos. Estos ahorros de peso y de espacio reducen los costes operativos, lo que supone un atractivo más desde el punto de vista financiero.
El único inconveniente: su costo. Los Cargoshell cuestan tres veces más que un contenedor convencional. No obstante, desde la compañía aseguran que en poco tiempo las empresas podrán rentabilizar el gasto extra y al mismo tiempo mantener su compromiso con la conservación del medio ambiente.
En el video podemos apreciar cómo se despliega el contenedor:

 
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