Propulsión eléctrica: una nueva era para los graneleros

En el pasado, los buques graneleros utilizaban un sistema propulsión diésel-mecánica. Sin embargo, el desarrollo de la tecnología de propulsión eléctrica ofrece ahora muchas ventajas, como la alta redundancia, la flexibilidad en el diseño de los equipos, el ahorro de energía y la reducción de las emisiones de gases de escape. Después de años de estudios, el armador japonés Mukaishima Dock Co., Ltd. decidió construir un granelero con propulsión eléctrica, principalmente para el transporte de acero en el Mar Interior de Japón. Esta embarcación inicia una nueva era para la propulsión eléctrica en los buques graneleros.

El sistema de propulsión eléctrica del granelero de Mukaishima Dock fue integrado por el 712 Research Institute de Wuhan (China). Gracias a sus conocimientos técnicos de alto nivel, 712 Research Institute superó la competencia de muchas empresas con reputación mundial, así como de empresas locales japonesas, y fue seleccionado como proveedor de los sistemas de propulsión eléctrica para el granelero de Mukaishima Dock. Gracias al excelente rendimiento y a las sofisticadas soluciones para aplicaciones de Vacon para sistemas de propulsión eléctrica marina, el 712 Research Institute y el armador japonés seleccionaron a Vacon como proveedor de los convertidores de frecuencia del sistema de propulsión principal y del propulsor. 

Beneficios para el medio ambiente
El sistema de propulsión principal y el propulsor de este granelero, con un arqueo bruto de 499 toneladas, utilizan propulsión eléctrica de velocidad variable, que ahorra energía y es respetuosa con el medio ambiente. El alto nivel de automatización y una maniobrabilidad flexible reducen el consumo de combustible, mejoran el confort de la vida a bordo para la tripulación y permiten que el buque se pueda manejar con una tripulación más reducida que la de un buque granelero convencional. 

Convertidor de frecuencia con alojamiento VACON® NXC compacto para entornos difíciles
La nave tiene dos hélices principales y un propulsor de proa. El motor de propulsión principal tiene una potencia de 375 kW y un régimen nominal de 1800 r/min. El motor del propulsor de proa tiene una potencia de 200 kW y un régimen nominal de 1800 r/min. 

El convertidor de frecuencia del sistema de propulsión principal es un convertidor de frecuencia con alojamiento VACON® NXC de 12 pulsos y refrigerado por aire, mientras que el convertidor de frecuencia del propulsor de proa es un convertidor de frecuencia con alojamiento VACON® NXC de 6 pulsos y refrigerado por aire. Dos conjuntos de propulsores principales de 12 pulsos forman una estructura de casi 24 pulsos para reducir los armónicos y cumplir con los requisitos de la sociedad de clasificación para THDu <5 %. Como el convertidor de frecuencia con alojamiento VACON® NXC está diseñado sobre la misma plataforma tecnológica que la serie VACON® NXP, es modular y muy compacto. La disipación del calor es el factor principal en el diseño del armario de control VACON® NXC; se han llevado a cabo pruebas exhaustivas y estrictas para garantizar que el alojamiento del convertidor tenga una larga vida útil en entornos adversos. Los alojamientos de los convertidores de frecuencia del sistema de propulsión principal y del propulsor de proa se encuentran en el casco inferior, lo que establece altos requisitos en cuanto al tamaño y la disipación del calor generado por el alojamiento del convertidor. El alojamiento VACON® NXC funciona de forma fiable en estas condiciones. 

Con el software de aplicación marina integrado, el convertidor de frecuencia con alojamiento VACON® NXC cuenta con funciones rápidas de limitación de par y potencia, así como un modo de control de potencia, lo que lo hace extremadamente adecuado para las condiciones de funcionamiento propias de los sistemas de propulsión eléctrica. Además, debido a que los alojamientos de los convertidores tanto del sistema de propulsión principal como del propulsor de proa están equipados con una unidad de frenado y una resistencia de frenado, la energía regenerada por los motores puede disiparse en la resistencia de frenado a través de la unidad de frenado cuando el barco desacelera bruscamente o realiza una parada de emergencia. 

Otros proyectos de propulsión eléctrica en curso
Durante su primer año de funcionamiento, el granelero de Mukaishima Dock ha despertado mucha atención e interés en los medios de comunicación japoneses y entre los armadores. Los objetivos originales de diseño de reducir el consumo de combustible, reducir las emisiones de gases de escape, ahorrar energía y ser respetuosos con el medio ambiente se han alcanzado y verificado durante su funcionamiento. En términos de consumo de combustible, el buque ocupó el quinto lugar en una comparación de 100 buques en Japón.

El sistema de propulsión eléctrica de esta nave funciona de forma muy fiable. El armador japonés Mukaishima Dock está muy satisfecho y tiene previsto encargar otros graneleros de este tipo, con el sistema de propulsión eléctrica integrado por el 712 Research Institute. La opción preferida de convertidores de frecuencia para los sistemas de propulsión serán los convertidores de frecuencia con alojamiento VACON® NXC. Con todo, el éxito de la construcción de este buque pone de manifiesto las prometedoras perspectivas del mercado para la propulsión eléctrica en graneleros. 

En detalle
Los sistemas de propulsión eléctrica permiten nuevas disposiciones más flexibles y una integración más eficiente de los sistemas de uso de energía de un buque, ya que permiten que la misma central eléctrica soporte tanto la propulsión como otros requisitos. Como resultado, los buques pueden ser rediseñados para proporcionar más espacio bajo cubierta, por ejemplo, para pasajeros o carga. Casi el 100 % de todos los grandes buques oceánicos comerciales cuentan con sistemas de propulsión eléctrica, incluidos muchos grandes cruceros, como el Queen Mary 2.

Un buque granelero, o carguero de mercancías a granel, es un buque mercante especialmente diseñado para transportar carga a granel no embalada, como grano, carbón, minerales y cemento en sus bodegas de carga. Desde que se construyó el primer granelero especializado en 1852, las fuerzas económicas han impulsado el desarrollo de estos barcos, haciendo que crezcan en tamaño y sofisticación. Los graneleros de hoy en día están especialmente diseñados para maximizar la capacidad, la seguridad y la eficiencia, y para ser capaces de soportar los rigores de su trabajo. Actualmente, los graneleros constituyen el 40 % de las flotas comerciales del mundo y varían en tamaño, desde pequeños graneleros de una sola bodega hasta los gigantescos buques mineros capaces de transportar 400 000 toneladas métricas de peso muerto (DWT). Fuente: Wikipedia

*Línea Plimsoll = una línea en el casco de un buque que indica el calado máximo de seguridad y, por lo tanto, el francobordo mínimo para el buque en diversas condiciones de funcionamiento, inventada y bautizada con el nombre de Samuel Plimsoll (1824-1898), un político y reformista social británico.

Cabe señalar que Vacon se unió al Grupo Danfoss en diciembre de 2014.