La “EFICIENCIA ENERGÉTICA” en los “BUQUES”

Entrevista Cope + Galicia el lunes 08/04/19 a las 1235 h:

La industria marítima, a pesar de ser la forma más eficiente de transporte de mercancías existente (más del 90% del transporte se realiza por mar), no está exenta de que se produzcan emisiones de gases a la atmósfera, y de que se provoquen vertidos contaminantes a los océanos. Por ello la contaminación constituye una de las peores amenazas a la que nos enfrentamos hoy en día, razón por la que en los últimos años, la protección del medioambiente se ha convertido en la principal demanda social, tanto a nivel nacional como internacional. En el caso de los buques, se está intentando equiparlos con nuevos sistemas que permitan reducir el impacto medio ambiental, y además prevengan la contaminación.

Figura 1. Buque mercante con velas

Introducción:

Más del 90% del transporte de mercancías internacional se realiza por mar, por lo que la industria marítima, a pesar de utilizar un transporte muy eficiente, es una fuente de emisiones y residuos, lo que implica vertidos contaminantes a los océanos. Este punto refuerza el valor de la eficiencia energética para guiar al sector marítimo hacia un futuro bajo en emisiones y respetuoso con el entorno marino. Por ello todas las navieras y armadores del mundo están trabajando con la OMI (Organización Marítima Internacional), para identificar los medios técnicos y operacionales que permitan mejorar la eficiencia y sostenibilidad de sus flotas.

Todas las actividades relacionadas con el entorno marino requieren un gasto energético, pero sin duda, las que más preocupan, son las relacionadas con el consumo de combustible, que a la postre son las que fijan los costes principales de explotación del buque. En concreto, en el sector pesquero, este coste del combustible supone una parte muy importante de los gastos operativos. Por ello, para reducir el impacto del consumo de combustible en dicho sector es necesario llevar a cabo una serie de acciones de mejora de la eficiencia energética (EE) que permitan ahorrar combustible, y adicionalmente, una reducción de las emisiones atmosféricas contaminantes.

Los beneficios que se podrán obtener de la mejora de la EE abarcarán la reducción de gastos operativos debido a la disminución del consumo de combustible, el incremento de la sostenibilidad medioambiental, la reducción de emisiones de gases contaminantes y de gases de efecto invernadero, y por supuesto, la mejora de la competitividad del sector pesquero debido a la reducción de costes.

PROYECTO GESTOIL: Sistema de medición y gestión del consumo de combustible a bordo de buques pesqueros:

GESTOIL es un sistema que incorpora hardware y software que permite a los buques pesqueros medir el consumo de combustible y gestionarlo para reducirlo de manera significativa. Para llevar a cabo esta función el sistema provoca cambios momentáneos en el patrón de operación del buque, que permiten reducir el consumo de gasóleo. Para ello posee un programa que optimiza y busca el punto de operación ideal del buque en relación a la velocidad y consumo, con lo que se calcula y obtiene una importante reducción del gasto de combustible. Además se trata de un sistema versátil, que se puede adaptar a las exigencias de los clientes. El sistema cuenta con el registro de las variables de consumo del motor, lo que puede servir para posibles estudios de tipo impacto ambiental en el medio marino que se quieran llevar a cabo en el futuro (emisiones, huella de carbono, etcétera).

Aunque está pensado para el sector pesquero, este programa podría ser de aplicación para otras empresas del sector marítimo, ya que el ahorro de combustible es una ventaja en todos los campos del sector marítimo. Con este sistema, además de las mejoras obtenidas de poder conocer el consumo real del motor principal del buque, y las del ahorro de combustible (en casos de éxito de hasta un 20%); se pueden obtener certificaciones de carácter ambiental. Esta tecnología permite lograr unos ahorros anuales reales de combustible de hasta el 20% en buques de pesca de bajura, que irán variando dependiendo de la tipología del buque, la modalidad pesquera, etcétera. Para concluir sobre este sistema, destacar que es de fácil instalación. En una semana, tras una salida a la mar de un día, podría quedar instalado.

Figura 2. Sistema “GESTOIL”

Exigencias actuales del mercado marítimo en eficiencia energética:

La OMI es el único ente que ha fijado medidas de eficiencia energética que sean jurídicamente exigibles a todos los países en materia marítima. Para ello ha establecido los valores máximos de combustible que los buques pueden consumir, para una determinada capacidad de carga. Además, obligará a que las futuras nuevas construcciones de buques, cumplan y mejoren esos valores. Se espera que para 2025, todos los buques de nueva construcción sean un treinta por ciento más eficientes, desde el punto de vista energético, que los buques construidos en la actualidad.

De acuerdo con los reglamentos de eficiencia energética de la OMI, los buques actuales deben disponer de un plan de gestión de esa eficiencia energética denominado “SEEMP”. Además en esta legislación aparece el término de índice de eficiencia energética de proyecto “EEDI”, que define una medida técnica muy importante que tiene como finalidad el promover el uso de equipos y maquinaria de mayor eficiencia energética, y que sean menos contaminantes. El EEDI exige un nivel de eficiencia energética mínimo por milla de navegación, para distintos tipos de buques. Desde 2013 todo proyecto de buque nuevo debe cumplir el nivel de referencia que le corresponda, nivel que se debe ajustar gradualmente cada cinco años. Es por ello una finalidad de este índice, el fomentar la innovación y el desarrollo técnico de todos los factores que afecten al consumo de combustible y a la eficiencia del buque. El EEDI es un índice basado en criterios de rendimiento, que no marca ni define las tecnologías que deberán de utilizarse en los proyectos de los buques. Simplemente fija una cifra expresada en gramos de dióxido de carbono por milla navegada, que cuanto menor sea, indicará que mayor será la eficiencia energética utilizada en un proyecto. Los reglamentos fijan el índice de eficiencia energética de proyecto (EEDI) solo de forma obligatoria para nuevos buques, mientras que el Plan de gestión de la eficiencia energética del buque (SEEMP), se exige a todos los barcos.

Además del índice de proyecto, existe otro índice, el denominado Índice Operacional “EEOI”. Con este índice nos encontramos ante un instrumento para evaluar de manera cuantitativa el efecto de las medidas operacionales de eficiencia del consumo de combustible, tales como la reducción de la velocidad o la navegación óptima. Se trata de un elemento de carácter no obligatorio, con estatus de recomendación. Desde el principio se concibió a este índice como una herramienta de carácter voluntario y opcional, destinada a aquellos armadores de buques que persigan el objetivo de la mejora de la eficiencia energética de su buque, consiguiendo consecuentemente una disminución en el consumo de combustible.

Tendencias y tecnologías ecológicas:

La implementación de tecnologías ecológicas ofrece la posibilidad de poder reducir significativamente el consumo de combustible y de mejorar la eficiencia de un buque. Por ello, una nueva generación de motores de dos tiempos de baja velocidad podría mejorar el rendimiento de los buques, reduciendo el consumo y generando menos emisiones al medio ambiente. Esto se produciría porque los motores propulsan una hélice de gran diámetro a revoluciones más bajas, lo que permitiría que los barcos navegaran de manera más eficiente y económica. Además, con el exigente límite de azufre a la vuelta de la esquina (para 2020), existe una tendencia a mirar hacia combustibles más ecológicos. Para ello también tenemos los motores duales que pueden funcionar con diésel y LNG, que actualmente son la alternativa más sana al diésel-oil marino (MDO), y que producen menos emisiones.

Aparte también existen otras iniciativas, como la de la empresa “Maersk”, que se encuentra en proceso de instalar el denominado sistema “Flettner Rotors” en un buque tanque. Este sistema opera mediante una combinación de energía eólica y una “vela giratoria” para generar empuje e impulsar los barcos, lo que reduce los costes de combustible y también las emisiones de carbono y la contaminación en general. Habrá que ver si los buques adoptan esta tecnología antes del 2020, fecha en la que entrarán en vigor las nuevas regulaciones de los límites de azufre.

Figura 3. Sistema “Flettner Rotors”

Código “IGF” (Código internacional de seguridad para buques que utilicen gas u otros combustibles de bajo punto de inflamación):

El 1 de enero de 2017 entró en vigor el código IGF, con la finalidad de establecer una norma internacional para los buques que consuman combustibles de bajo punto de inflamación, a excepción de aquéllos que ya estén regidos por el Código CIG, específico para buques metaneros. Y junto al código han llegado también los nuevos requisitos de formación para los marinos que embarquen en estos buques. La resolución de 21 de septiembre de 2016, de la Dirección General de la Marina Mercante, sobre el reconocimiento del curso para capitanes, oficiales y marineros de los buques regidos por el código IGF, estableció los cursos de “Formación básica y avanzada para los buques regidos por el Código IGF”. Este código incluye disposiciones obligatorias para la disposición, instalación, control y vigilancia de maquinaria, equipo y sistemas que utilicen combustibles de bajo punto de inflamación, centrándose en principio en el gas natural licuado. En la actualidad el código sólo es aplicable al gas natural, tanto licuado como comprimido, pero se irán desarrollando capítulos para otros tipos de combustibles (metanol, LPG, etanol, etcétera).

El sector naval viene investigando desde hace muchos años la búsqueda de alternativas a los combustibles tradicionales, y entre ellas lleva ya destacando, desde hace varios años, la alternativa del gas natural licuado (el GNL ó LNG). Se trata de una solución eficiente para reducir las emisiones, sin necesidad de invertir en soluciones alternativas a base de equipos costosos para el tratamiento de gases de escape.

Carbon Credits:

La empresa holandesa “AkzoNobel” ha creado la primera metodología para la concesión de créditos de carbono del negocio marítimo. Se trata de una iniciativa destacable que supone la primera metodología de concesión de créditos de carbono, aplicable a buques. Pretende ser una medida que beneficie y recompense a los armadores por haber invertido capital en su apuesta por tecnologías más sostenibles. Cada crédito representa la eliminación de una tonelada de dióxido de carbono de la atmósfera, es decir, cada crédito supone que se evite la contaminación equivalente a una tonelada de CO₂.

Se debe destacar que para poder llevar a cabo una solicitud de “Carbon Credits”, es necesario que un «antifouling» o pintura antiincrustaciones tradicional que contenga biocidas sea sustituida por la fórmula “lntersleek” durante una varada programada del buque. Muchos barcos que han pasado por este proceso ya han solicitado créditos de carbono. Los Carbon Credits solo se conceden previo riguroso proceso de validación y verificación. De media para cada buque, la reducción de emisiones de CO₂, supondrá un ahorro de combustible de 1.250 toneladas por barco. Y no terminan de esta forma los beneficios. A los conseguidos por el control de la reducción del CO₂ se deben sumar los que se pueden obtener por el descenso de las emisiones de óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno y hollín. Y por si no fuera suficiente, la adopción de este tipo de pinturas puede aportar valores añadidos, ya que se trata de una pintura totalmente libre de biocidas, que evita la liberación de productos químicos al mar, lo que la convierte en una pintura marina muy respetuosa con el medioambiente. Y hablando de beneficios tampoco se debe olvidar, y pensando en las compañías navieras, la mejora de la “imagen ecológica” de la compañía que se obtiene al apostar por los créditos de carbono.

En cualquier caso no es la única fórmula libre de biocidas. La empresa “Hempel” anuncia la fórmula “HEMPAGUARD X7” que combina la acción de una avanzada tecnología de silicona combinada con hidrogel y un eficiente biocida, que no se vierte al mar. Esta combinación potencia el efecto antiincrustante y prolonga los periodos libres de incrustación. La pintura HEMPAGUARD X7 representa por tanto un alto ahorro potencial de combustible y es apropiada también para buques operando durante largos periodos (hasta 90 meses) y/o estadías muy largas (hasta 120 días). Este producto no contiene compuestos organoestánicos y cumple con el Convenio internacional sobre el control de los sistemas antiincrustantes perjudiciales en los buques, adoptado por la OMI en Octubre de 2001.

Sistemas de recuperación de calor residual:

En los buques se pierde una gran cantidad de energía, superior a la empleada para la generación de trabajo útil, en forma de calores residuales. Este calor se pierde principalmente por los gases de escape y por el agua de refrigeración. Por ello los sistemas de recuperación residual tienen como objetivo el recuperar parte de este calor perdido, utilizándolo para los servicios internos del buque (producción de agua caliente, calefacción), o bien empleándolo para generar electricidad sin consumo adicional, consiguiendo un ahorro energético equivalente al combustible necesario para generar esa misma potencia.

Esta recuperación se realiza por medio de un intercambiador de calor que normalmente emplea agua como fluido de trabajo en un circuito cerrado. Esta agua absorbe el calor procedente de los gases de escape y se transforma en vapor que se utiliza para mover una turbina que genera electricidad o para producir agua caliente para dar servicio al buque.

Los principales beneficios de este tipo de sistemas son el ahorro de combustible (entre un 5% y un 15%) y la consiguiente disminución de gases contaminantes y de efecto invernadero en la misma proporción que lo hace el consumo de combustible.

¡Hasta dentro de dos semanas!

Raúl Villa Caro

En el año 1999 me licencié en Marina Civil (sección Náutica) en la Universidad del País Vasco. En 2001 obtuve el empleo de A.N. del Cuerpo General de la Armada y en 2005 la patente del Cuerpo de Ingenieros de la Armada. En el año 2001 obtengo el título de Ingeniero Técnico Naval (Estructuras Marinas) en la Universidad de A Coruña y posteriormente el título de Ingeniero Naval y Oceánico y el Diploma de Estudios Avanzados. En 2003 obtuve el título profesional de Capitán de la Marina Mercante. Desde Octubre de 2010 estoy contratado por parte de la UDC como profesor asociado. Actualmente además de realizar tareas de investigación en el Grupo Integrado de Ingeniería, y desde octubre 2010, imparto docencia en la Escuela Politécnica Superior (Grado y Máster en Ingeniería Naval y Oceánica). Mi actividad principal, fuera de la UDC, se desarrolla en la Ingeniería de Construcciones de Buques (Arsenal de Ferrol) como Jefe de la Ingeniería de Plataforma. Desde abril de 2012 hasta diciembre de 2013 fui Secretario de la Delegación Territorial en Galicia del COLEGIO OFICIAL DE INGENIEROS NAVALES, y desde enero 2013 soy Secretario de EXPONAV (Fundación para el Fomento del Conocimiento de la Construcción Naval y de las Actividades Marítimas).En 2015 obtuve el título de Doctor por la Universidad de A Coruña.

15 Responses

  1. Wilburn dice:

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    Bye

  2. Antonio dice:

    Hola Raúl
    Pues no sabía yo que era tan importante y que se estudiaba tanto el sistema de ahorro de combustible en los barcos, incluso llegando al extremo de ponerle vela a un bareco mercante. Eso si que es la repera.
    En cuanto a lo que comenta Andrés Joven aquí arriba, me imagino que de aquella sería todavía más difícil sacarle un buen rendimiento al combustible. Estoy de acuerdo contigo en que lo que escribe Andrés es súper enriquecedor e interesante. Muchas gracias a los dos por vuestras aportaciones.

    Un saludo

  3. jose manul curto dice:

    Interesantísimo artículo por lo novedoso.Muy buen trabajo y todo lo que lleve consigo mejoras en el medio ambiente se aplauden.Lo importante es que la OMI actue en consecuencia. Saludos

  4. Andrés joven rivero dice:

    Buenas Noches Raul:

    Muy buen artículo. Recuerdo la primera crisis del petróleo en 1.973. Estaba en el Urquiola/EGEY, y recuerdo perfectamente las instrucciones desde Naviera Artola de navegar a las revoluciones que nos indicaban para el ahorro de combustible. En un viaje redondo al Pérsico desde La Coruña se ahorraba un montón. Un abrazo y buen fin de semana.

    Andres.

    • Raúl Villa Caro dice:

      Gracias Andrés. Tus comentarios basados en tu dilatada experiencia como marino son muy enriquecedores para el blog. Un fuerte abrazo

  5. José Manuel Casal dice:

    Felicitaciones de nuevo Raúl.
    Magnífico artículo sobre un tema novedoso y de muy candente actualidad
    Un fuerte abrazo

  6. Javier R. dice:

    Muy interesante. Muchas gracias.

  7. Jesús Manuel García dice:

    Etiquetas de Eficiencia Energética para los buques ya! ☝🏼

  8. José Manuel SP dice:

    Muy bien. Como siempre. Enhorabuena y un abrazo

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