Margarita Sjursen ABB Marine and Ports Oslo, Norway, margarita.sjursen@no.abb.com; Mei Jiuan Lee ABB Turbocharging Baden, Switzerland, mei-jiuan.lee@ch.abb.com
Cuando se analizan las emisiones de gases de efectoinvernadero (GEI), a veces se desprecia la contribución del sector del transporte marítimo. Al fin y al cabo, la mayoría de la gente no visita los puertos y los barcos pasan mucho tiempo en la mar, fuera de la vista. Aún así, el sector marítimo supone entre el 2 y el 3 % de las emisiones totales de GEI del mundo.
Impulsado por factores sociales, políticos e industriales, la concienciación de las emisiones procedentes del tráfico marítimo está, sin embargo, aumentando y se están tomando medidas. Por ejemplo, la Organización Marítima Internacional (OMI), la agencia de las Naciones Unidas responsable de regular el transporte marítimo, ha establecido un objetivo global para reducir las emisiones anuales de GEI al menos en un 50 % (respecto a los niveles de 2008) para 2050. Además, muchas empresas marítimas están impulsando activamente el cambio hacia un futuro más respetuoso con el medio ambiente.
Las ambiciosas medidas para reducir las emisiones,mejorar la eficiencia y lograr la sostenibilidad solopueden lograrse mediante el uso específico de la tecnología, en particular, la automatización, la electrificación y la digitalización, en las que ABB tiene muchas décadas de experiencia →01.
Columna vertebral de la electrificación del buque
El concepto de propulsión eléctrica de ABB ofrece un buen ejemplo de cómo la automatización, la electrificación y la digitalización pueden trabajar juntas para mejorar la eficiencia, la seguridad y la sostenibilidad.
El concepto de propulsión eléctrica de ABB constituye la columna vertebral de la electrificación de los buques: comprende motores, grupos electrógenos, cuadros eléctricos y accionamientos de propulsión y funciona como un sistema integrado. La flexibilidad de este sistema permite optimizar las operaciones de la planta eléctrica al encender y apagar los motores en función de la demanda de energía, algo imposible con una configuración mecánica convencional. Esta prestación ahorra combustible, y en consecuencia reduce las emisiones, además de ser especialmente útil para buques con un perfil operativo variable.
Sistema de propulsión Azipod®: la fuerza impulsora detrás de operaciones seguras, eficientes y sostenibles
Hace treinta años, ABB transformó el transporte marítimo introduciendo la propulsión Azipod [1] →02. Con Azipod, el motor eléctrico que acciona la hélice se asienta en una vaina fuera del casco del, donde puede girar 360 grados, lo que aumenta su maniobrabilidad y eficiencia operativa.
La propulsión de Azipod ha demostrado reducir el consumo hasta en un 20 %, y reducir las emisiones en consecuencia. Un estudio independiente de la consultora marina Deltamarin reveló que el sistema de propulsión eléctrica Azipod de ABB para transbordadores podría ahorrar hasta 1,7 millones de dólares en costes anuales de combustible por buque y reducir las emisiones de CO2 en aproximadamente 10 000 toneladas al año, lo que equivale al CO2 producido por unos 2200 automóviles al año [2]. Además, tiene una huella ambiental mínima en la producción: aproximadamente el 95 % del material utilizado en las unidades Azipod es reciclable. En la actualidad, más de 25 tipos de buques ya utilizan la propulsión Azipod, incluidos cruceros, rompehielos, buques de carga para navegación por hielo, ferries, mega-yates, flotas de suministro offshore, buques de investigación y otros.
Buque eléctrico, digital y conectado
Como parte del papel pionero de la empresa en el transporte eléctrico, ABB ha suministrado sistemas eléctricos a bordo de los buques durante más de110 años. En la actualidad, más de 1300 buques emplean sistemas eléctricos de ABB y las nuevas construcciones se basan cada vez más en arquitecturas eléctricas que amplían su gama de fuentes de energía viables más allá del combustible tradicional, por ejemplo, a baterías y pilas de combustible.
Los sistemas eléctricos de a bordo facilitan la integración de soluciones de automatización y control, permitiendo a los operadores recopilar y analizar más datos, tomar mejores decisiones y, en última instancia, mejorar el rendimiento del buque. Las soluciones eléctricas, digitales y conectadas están redefiniendo el transporte marítimo, ofreciendo mejoras espectaculares en términos de eficiencia, seguridad y sostenibilidad. En este sentido, ABB Ability™, la oferta digital intersectorial unificada de ABB, ofrece al sector marítimo un completo paquete de software de apoyo a la toma de decisiones que proporciona a la tripulación de los buques las herramientas adecuadas para supervisar y optimizar la eficiencia de los buques.
Por ejemplo, las soluciones ABB Ability™ ayudan a armadoresy operadores a optimizar la planificación de rutas, cumplir las normativas medioambientales y mejorar la seguridad tanto de la tripulación como de la carga. Los datos de un buque pueden enviarse a un centrode control terrestre, como un centro de operaciones colaborativo ABB Ability™, con fines de análisis de expertos y apoyo al mantenimiento preventivo →03.El soporte remoto ininterrumpido para buques encualquier parte del mundo se ha convertido en unestándar para más de 1000 buques que se conectan a los centros de operaciones colaborativas ABB Ability™, donde siempre hay un ingeniero disponible para ayudar con cualquier pregunta.
Unas 500 embarcaciones han mejorado la seguridad y la eficiencia de sus operaciones con ABB Ability™Marine Advisory System - OCTOPUS, una solución digital que ayuda a los armadores a recopilar y analizar datos para optimizar sus operaciones. E lsoftware OCTOPUS ayuda a localizar el tránsito más óptimo en función de los cambios de las condiciones meteorológicas y de oleaje, lo que hace de él una herramienta vital para la seguridad del barco y la planificación de rutas.
ABB Ability™ Tekomar XPERT
ABB Ability™ Tekomar XPERT es un software de análisis de motores →04. Cuando se instala en todos los buques de una flota, Tekomar XPERT puede cuantificar las desviaciones en el rendimiento del motor y proporcionar orientaciones sencillas para operar los motores a niveles óptimos de eficiencia. El software también ofrece acciones correctivas recomendadas para conseguir un posible ahorro de combustible de entre 0,5 y 3 toneladas de combustible por día y por buque, lo que se traduce en menores emisiones.
Tekomar XPERT for Fleet está disponible a través de una interfaz de aplicación web que ofrece funcionalidades de flota desarrolladas específicamente para ayudar en las decisiones de la alta y media dirección. El software permite evaluar el rendimiento de los motores en toda la empresa con análisis consolidados de toda la flota.
Tekomar XPERT también facilita el benchmarking yclasificación de los motores, los buques y las flotas y su panel de control fácil de usar puede personalizarse en función de la función del usuario. El recién introducido servicio de evaluación continuaasociado permite transferir de nube a nube los datos de motores desde plataformas de computación en el borde a Tekomar XPERT. El servicio recopila datos para evaluaciones automáticamente, lo que garantiza una mayor precisión e informes más frecuentes, además de una menor carga de trabajo para la tripulación.
Turbocompresión
Los buques impulsados por motores de combustión interna pueden beneficiarse de la tecnología de turbocompresión de ABB. El excepcional sistema de turbocompresión en dos etapas (Power2) de ABB puede aumentar significativamente la eficiencia de los motores marinos →05. De hecho, los turbocompresoresde ABB son alrededor de un 2 % más eficientes que el estándar del sector, mientras que el Power2 ofrece una eficiencia de turbocompresión superior al 75 % (frente al 65 % de eficiencia con un turbocompresor convencional) y es sin duda el multiplicador de energía más potente para los motores. La eficiencia de turbocompresión del Power2 se traduce fácilmente en ahorros anuales de combustible de seis cifras y una reducción significativa de las emisiones (por ejemplo, hasta un 60 % menos de emisiones de NOx).
La filosofía de mantenimiento de todos los turbocompresoresde ABB está cambiando hacia servicios gestionados de manera inteligente que se adaptan a las necesidades de los clientes. Se pondrá el foco en ofertas individualizadas que optimicen el mantenimiento, el rendimiento y la experiencia del cliente.
Hacia operaciones autónomas: aumento del potencial humano
Los recientes avances en tecnología de sensores, análisis de datos y potencia informática permiten a ABB aumentar el nivel de automatización de la navegación, la dirección y el control del buque. Un buque autónomo no tendría que ser necesariamente no tripulado, pero podría tener un puente no tripulado periódicamente, siempre que se cumplan ciertas condiciones. La automatización complementa y apoya a los marinos, liberándolos para realizar otras tareas. El resultado general es conseguir que las operaciones sean más seguras y eficientes.
ABB dispone actualmente de productos para apoyar operaciones autónomas como ABB Ability™ Marine Pilot Vision, una solución de conocimiento de la situación, y ABB Ability™ Marine Pilot Control, un sistema inteligente de maniobra y control que permite operaciones navales más seguras y eficientes.
La tecnología para introducir operaciones autónomaspara buques de ruta corta ya está disponible en la actualidad, pero la implementación en buques oceánicos llevará más tiempo, ya que se aplican normativas internacionales y se requiere experiencia en el mundo real para garantizar que los sistemas de automatización funcionan de manera fiable.
Conexión a tierra
La tecnología de conexión a tierra de ABB ya permite estancias en puerto sin emisiones para los buques[3]. De hecho, ABB instaló la primera solución eléctrica desde el muelle hasta el buque en el puerto sueco de Gotemburgo en 2000 y ha instalado muchas otras desde entonces. Un factor limitante es que la red eléctrica local debe ser capaz de suministrar la energía extra necesaria, que puede ser considerable en el caso de un gran buque de pasajeros, por ejemplo. Además de permitir escalas en puerto más ecológicas, la tecnología muelle-buque de ABB también ayudará a reducir las vibraciones a bordo de los buques y la contaminación acústica en las zonas portuarias.
Almacenamiento de energía
Ya se utilizan soluciones de almacenamiento de energía para operaciones híbridas con emisiones cero, y su uso seguirá creciendo, también en combinación con la tecnología de pila de combustible. Para buques más pequeños que cubren distancias cortas, ya se están implementando soluciones totalmente eléctricas. Un ejemplo reciente es el operador turístico de las cataratas del Niágara, Maid of the Mist, que encargó dos nuevos buques de pasajeros que navegan exclusivamente con energía eléctrica, gracias a la tecnología de ABB, para ofrecer una experiencia más agradable para los turistas que navegan hasta la catarata Horseshoe →06
Otro ejemplo es el primer ferry eléctrico de Islandia que opera en una ruta conocida por sus duras condiciones: ABB ha instalado soluciones integradas de energía y almacenamiento eléctrico en el nuevo ferry MF Herjólfur de la Administración de Carreteras y Costas de Islandia que realiza más de 3000 viajes anuales en las aguas turbulentas entre Landeyjahöfn, en la península, y las islas Westman, recorriendo 13 km en unos 45 minutos. El sistema de distribución de energía de ABB Onboard DC Grid™ garantiza la alta eficiencia del nuevo ferry al permitir que las baterías se conecten directamente al enlace de CC, lo que ayuda a evitar pérdidas de energía durante la carga y descarga.
Del mismo modo, ABB convirtió el San Cristoforo, un ferry de pasajeros y vehículos del lago Maggiore en Italia, en un servicio diésel/híbrido, lo que ayudó a reducir las emisiones y aumentar la eficiencia energética general. La conversión utiliza las soluciones de propulsión de ABB, incluidas las baterías y un sistema de control del almacenamiento de energía.
Navegando hacia un futuro sostenible
Las presiones del cambio climático global, el desarrollo económico de los mercados emergentes y la creciente urbanización exigen formas nuevas y más sostenibles desde el punto de vista medioambiental para trasladar personas y productos. ABB se ha convertido en uno de los principales facilitadores mundiales de transporte sostenible para todos los medios de transporte, incluidas las embarcaciones. El papel de ABB como pionero en el transporte sostenible consiste en dotar a la industria marítima de soluciones eléctricas, digitales y conectadas que maximicen todo el potencial de las embarcaciones y, en última instancia, permitan una industria marítima segura, eficiente y sostenible.
Referencias
[1] P. Tuomaala and M. Turtiainen, “Compact Azipod® Quality power and thrust for rigs and small ships,” ABB Review, 4/2001, pp. 10 – 13.
[2] ABB Group press release, “ABB Azipod® electric propulsion can save $1.7 million in fuel costs annually, study shows.” Available: https://new.abb.com/news/detail/24879/abb-azipodr-electric-propulsion-can-save-17-million-in-fuel-costs-annually-study-shows. [Accessed May 28, 2020].
[3] R. Bernacchi and E. Guidi, “Universal Connections: Plugging in cruise liners and container vessels,” ABB Review, 3/2017, pp. 76 – 81.
