Estudio para propuesta de sustitución de una motorización convencional en embarcación de recreo "explorer"

Abstract

[ES] Hoy en día el equilibrio medioambiental del globo terráqueo peligra. Si a esta situación se le añade la certeza de que los recursos naturales procedentes de fuentes fósiles convencionales (hidrocarburos) tienden a agotarse, se entra en una espiral de inseguridad de cara a un futuro más bien incierto en lo que al uso de las energías no renovables se refiere.

Esta situación está forzando al ser humano cada vez más a buscar alternativas más ecológicas y eficientes en cuanto al ahorro de consumo de los carburantes y la reducción de emisiones de gases nocivos al medio ambiente. Entre las diversas opciones se pueden encontrar dos tendencias: 1. Se podría decir que una de ellas busca la sustitución inmediata de los carburantes por energía eléctrica. 2. La otra corriente consistiría en la sustitución paulatina de las fuentes de energía.

Este proyecto presenta un estudio para sustituir la motorización 100% diesel por una diesel-eléctrica en el ámbito náutico, más concretamente para una embarcación de recreo de tipo explorer , aprovechando la experiencia existente en otros campos acerca de la motorización diesel-eléctrico como pueda ser en el transporte ferroviario.

Para este proyecto se han tomado en consideración todos los parámetros de funcionamiento de este tipo de embarcaciones de una eslora de 50 m. Se sabe que cada embarcación es un caso particular y por lo tanto cada una de ellas será un caso a estudiar para la sustitución correcta de la opción que se plantea.

Este estudio concretamente partirá de una embarcación ficticia de iguales características a una existente con lo que se pueda centrar el desarrollo del problema que se plantea en la motorización y así de esta manera dar por iguales las capacidades de navegación, de esta forma poder elaborar dos modelos comparables que se encuentran en igualdad de condiciones en lo que a navegabilidad e hidrodinámica se refiere. Dicha embarcación de partida contará con una motorización estándar, es decir, una propulsión mediante dos MCIA diesel y eje.

A continuación, partiendo de esa embarcación se estudia la viabilidad de instalar una motorización diesel-eléctrico, es decir, se equipara la nave con dos grupos electrógenos generadores y dos motores eléctricos para la propulsión los cuales irán instalados fuera del casco en unos apéndices denominados azipods .

Una vez se tengan los dos modelos se realiza una comparación la cual valorará las condiciones de mejora que supondría la equipación diesel-eléctrico. Estas mejoras plantean ventajas a la hora de distribuir los espacios internos de la embarcación así como una mejora de confort a bordo por la disminución de ruido y vibración a bordo. Además, en el ámbito náutico permite variar el centro de gravedad de la nave con lo que se puede mejorar la estabilidad de la embarcación en el agua.

Como objetivo principal, se comprobará si la motorización propuesta cumple con las expectativas ecológicas. Se comprobará el ahorro de combustible que supondría el cambio, así como el consecuente aumento de autonomía, cosa esencial en este tipo de embarcaciones de recreo. También se valorará una notoria diferencia de emisiones de gases nocivos para la atmósfera. Además, al no contar con obertura del eje al exterior se erradican los posibles vertidos de materiales lubricantes al mar.

Como extras de mejoría se podría encontrar un aumento de capacidad eléctrica de la embarcación así como una reducción de mantenimiento al descartar componentes mecánicos como caja reductora del motor.

Finalmente y como conclusión de este proyecto, se planteará un presupuesto inicial y un resumen de gastos para un plazo determinado con el fin de concretar la viabilidad económica de la opción propuesta.

[EN] Nowadays, the environmental balance of our world is in danger. If we add to this situation the certainty that our most precious natural resources such as hydrocarbons tend to run out, we obtain a situation of insecurity in the face of a rather uncertain future in terms of the use of non-renewable energies.

This situation is forcing the human being more and more to look for more ecological and efficient alternatives in terms of saving fuel consumption and reducing emissions of harmful gases into the environment. Among the various options we can find two trends. On one hand it could said that one of them seeks the immediate replacement of fuels by electric energy, while on the other hand we could say that another current would consist in the gradual substitution of energy sources.

This project presents a study to replace the 100% diesel engine with a diesel-electric engine in the nautical field, more specifically for a recreational "explorer" craft, taking advantage of the existing experience in other fields about the diesel-electric motorization, like for example in the rail transport. For this project all the operating parameters of this type of vessels of 50 meters length have been taken into consideration. We know that each boat is a particular case and therefore each one of them will be a case to study for the correct replacement of the option which is proposed.

This study will start from a fictitious boat with the same characteristics as an existing one, in which we can focus the development of our problem on the motorization, so the navigation capabilities will be equal, in this way we can elaborate two comparable models which are going to be equal in terms of navigability and hydrodynamics. This starting vessel will have a standard motorization, it means, it will be propelled by twin AICE diesel and axle.

Then, starting from that boat, it will be studied the feasibility of mounting a diesel-electric motorization, which means, the ship is equipped with two generators and two electric engines for the propellers which will be installed outside the hull in appendices called "azipods".

Once the two models are available, a comparison will be made which will assess the improvement conditions that the diesel-electric group would imply. This series of improvements would offer advantages at the time of distributing the internal spaces of the boat as well as an improvement of comfort on board due to the reduction of noise and vibration on board. Also in the nautical area we would allow to vary the center of buoyancy of the ship, that could improve the stability of the boat in the water.

As a main objective, it will be verified if the proposed motorization meets our ecological expectations. We will check the fuel savings that the change would imply, as well as the consequent increase in autonomy, which is essential in this type of recreational crafts. We will also find a noticeable difference in emissions of harmful gases to the atmosphere. In addition, by not having overture of the shaft to the outside, possible spills of lubricating materials to the sea are eradicated. As extras for improvement, an increase in the electrical capacity of the boat could be found, as well as a reduction in maintenance by discarding mechanical components such as the engine's gearbox.

Finally, and as a conclusion to this project, an initial budget and a summary of expenditures for a specific term will be established in order to specify the economic viability of the proposed option.