Remolcadores híbridos

Remolcadores híbridos
enero 13 15:08 2016 Print This Article

El puerto Los Angeles es el puerto con mayor tráfico de contenedores de EEUU y fue el primer puerto del mundo en introducir en 2009 remolcadores híbridos. Estos buques presentan la particularidad que emplean un grupo de baterías para almacenar energía eléctrica producida a bordo permitiendo una mayor flexibilidad operacional. Actualmente existen dos remolcadores híbridos en el puerto de Los Ángeles operados por la misma empresa. El primero de ellos fue el, llamado Carolyn Dorothy costó 1,35 M$ y pese a que estos buques sean caros en su construcción, los beneficios que reportan están haciendo a los armadores replantearse su uso.

Remolcador hibrido Carolyn Dorothy

Remolcador hibrido Carolyn Dorothy

El principal problema que presentan los remolcadores es que requieren mucha energía para llevar a cabo el remolque de un buque, sin embargo esta situación se produce durante poco tiempo. Según Foss Maritime, la primera compañía en disponer de un remolcador híbrido en el mundo, estos buques requieren dicha energía durante menos del 3% de su vida útil o lo que es lo mismo estos buques suelen operar lejos de su rango de eficiencia máxima.

Dicha empresa realizó un estudio en que se muestra el tiempo de operación del buque en función de la carga de sus motores observando cómo, en efecto, se cumple que el remolcador funciona lejos de sus puntos de eficiencia máxima.

Perfil de operación de un remolcador (vía Foss Maritime)

Perfil de operación de un remolcador (vía Foss Maritime)

El remolcador híbrido se diseña en base a la maximiciación del rendimiento en todos los puntos en que el buque opera normalmente, de este modo:

Puntos de diseño del remolcador híbrido (vía Foss Maritime)

Puntos de diseño del remolcador híbrido (vía Foss Maritime)

El Carolyn Dorothy está propulsado por dos motores principales de 1.342 kW Cummins QSK50-M y emplea como motores auxiliares dos motores Cummins QSM11-M de 317 kW. A su vez, dispone de un grupo de 126 baterías para almacenar energía eléctrica, separadas en dos bloques de 63.

Las características principales del buque son las siguientes:

  • Eslora: 25 m
  • Manga: 10 m
  • Calado 5 m
  • Potencia: 5080 hp
  • Año de construcción: 2008

En un remolcador convencional los motores principales se encuentran enlazados a los propulsores directamente por los ejes de cola. En el caso del Carolyn Dorothy la configuración es de tipo diesel electric, el motor principal alimenta a un motor/alternador que a su vez alimenta al propulsor. En este caso la energía eléctrica producida por los motores auxiliares y la energía enviada por el grupo de baterías puede ser empleada para propulsar el buque, lo que permite que los motores principales en este remolcador desarrollen una potencia menor que en un remolcador convencional de las mismas dimensiones.

Este motor-generador a su vez también permite entregar energía eléctrica a la planta del buque y también cargar el grupo de baterías, de este modo se asegura un funcionamiento de los motores siempre en su régimen de máximo rendimiento. Sin embargo, las baterías del buque suelen estar cargadas por el grupo de motores auxiliares a través de una línea de corriente continua y estos también son capaces de alimentar a los motores-generadores propulsores. Con ello el buque obtiene una elevada flexibilidad operacional beneficiándose del funcionamiento de sus componentes a pleno rendimiento.

RT Adrian el primer remolcador híbrido europeo

El RT Adrian es un remolcador construido en 2010 por los astilleros japoneses Niigata Shipbuilders  que fue reconvertido en poco más de tres meses a propulsión híbrida. Inspirado en los dos primeros remolcadores con esta tecnología en el mundo que son operados por la naviera Foss Maritime, el RT Adrian se ha convertido en el primer remolcador con tecnología híbrida en operar en Europa.

Sus características principales son las siguientes:

  • Eslora: 29 m
  • Manga: 12 m
  • Calado 5.9 m
  • Potencia: 6884 hp
  • Velocidad máxima: 12,5 kn
  • Año de construcción: 2010
  • Año de reconversión: 2012

Remolcador RT Adriaan

Remolcador RT Adriaan

El proceso de reconversión consistió en instalar motores eléctricos y generadores así como embragues para poder acoplar/desacoplar el motor térmico en caso de ser necesario. A su vez se instaló un cuadro eléctrico para controlar los motores que estaban instalados anteriormente y un grupo de baterías.

El control del sistema híbrido puede ser llevado a cabo por el capitán del buque en cualquier momento escogiendo él el modo más eficiente de funcionamiento. El sistema funciona de la siguiente manera:

Stop: Seleccionada esta posición el buque funciona recibe su energía eléctrica únicamente de las baterías a partir del cuadro principal. Dichas baterías son capaces de hacer que el buque opere a máximo rendimiento durante 8 horas. A su vez cada vez que la capacidad de las baterías alcanza un estado de carga inferior al 30% se arranca de manera automática un motor auxiliar

Inactivo: De este modo el buque está propulsado únicamente por baterías pudiendo navegar a una velocidad de 2,5 kn durante media hora.

Transito 1: El buque se encuentra propulsado por sus motores auxiliares pudiendo alcanzar una velocidad de hasta 6,5 kn los motores operan en su modo más eficiente por lo que si resta algo de energía se aprovechará para cargar las baterías.

Transito 2: El buque está propulsado por los motores eléctricos recibiendo la energía de sus motores auxliares y el motor principal central acciona la hélice de popa para que el buque alcance una velocidad de hasta 11 kn pudiendo, también, cargar las baterías con la energía sobrante.

Asistencia: En este modo todos los motores principales funcionan para permitir que el buque remolque a otros y preste asistencia mientras que los motores auxiliares se emplean para generar electricidad a bordo enviando la energía sobrante a la carga de baterías.

Planta propulsora del RT Adriaan (vía The Maritime Journal)

Planta propulsora del RT Adriaan (vía The Maritime Journal)

A bordo del RT Adriaan se encuentran tres motores CAT 3512 C-HD que entregan una potencia unitaria de 1.765 kW, dos motores auxiliares CAT  C9 de 250 kW y un motor que se emplea cuando el buque está en puerto de 36 kW CAT C4.4

La reconversión a híbrido del RT Adriaan ha permitido en éste un ahorro de combustible del 20%. Este ahorro ha implicado una reducción de emisiones de gases contaminates a la atmósfera, en concreto: 44% en partículas PM, un 32% de NOx y un 35% de CO2.

Vistas la mejoras que este tipo de remolcador presentan los astilleros se están poniendo “manos a la obra” para construir este tipo de buques. Un claro ejemplo son los astilleros Damen que han lanzado su primer remolcador híbrido construido en serie convirtiéndose en el primer astillero que construye este tipo de buque de manera masiva.  El buque se llama ASD Tug 2810 Hybrid y dispone de una combinación de propulsión diesel y diesel electric. Según Damen: su buque presenta reducciones de consumo de combustible con respecto a un remolcador convencional del 10%.

Fuentes: Francisco Soler Preciado

Foss Maritime “The hybrid solution” 2012

Maritime Journal “A first-hand look at RT Adriaan” 2013

Damen Shipyards “Damen develops extra efficient evironmentally friendly hybrid tug (E3 tug)”

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