Funciones del agua de lastre
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Tres opciones de diseño para buques sin agua de lastre
Un artículo presentado por el Dr. Mihir Parsons de la Universidad de Michigan en la reunión anual de la Sociedad Estadounidense de Arquitectos e Ingenieros Navales sobre El 29 de septiembre de 2004, habló específicamente sobre el diseño de barcos sin agua de lastre, y discutió tres opciones de diseño.
1. Cinco cascos
La idea de un proyecto de casco VLCC sin lastre fue propuesta originalmente por el profesor Anders Ulvassen de la Universidad Chalmers en Gotemburgo, Suecia. A partir de sus ideas, los expertos estadounidenses en construcción naval desarrollaron gradualmente la idea de diseño de un barco sin agua de lastre en la segunda mitad de 2003. Su característica más importante es que la parte inferior del casco es más delgada y tiene forma de V que obviamente sobresale hacia abajo, lo que hace que el calado del barco sea lo suficientemente profundo como para igualar el peso del barco cuando está vacío.
En primer lugar, tras modificar más a fondo los dos planos de diseño tipo de barco seleccionados inicialmente por los expertos en construcción naval, se evaluaron por ordenador parámetros económicos como la estabilidad, la resistencia y la capacidad de carga. Los resultados son los siguientes:
El primer diseño de casco sin lastre, cuyo nombre en código es "Best", está diseñado principalmente para construir un barco sin lastre para la navegación en vías navegables sin restricciones de profundidad del agua, como el Golfo Pérsico. Su casco tiene 35 metros de calado, con un calado a plena carga de 27 metros, una manga máxima de 56 metros y una capacidad de carga de más de 300.000 toneladas.
La segunda dirección de desarrollo del casco de agua sin lastre cuyo nombre en código es "tipo Malaca" es construir barcos aptos para navegar desde el Golfo Pérsico a través del Estrecho de Malaca hasta el Lejano Oriente, China, Japón y Corea del Sur. . El ancho máximo del casco puede alcanzar los 79 metros, la profundidad del casco es de 30 metros, el calado a plena carga es de 21 metros y la capacidad de carga es de 280.000 toneladas.
A través de pruebas de simulación por computadora, inicialmente se confirmó que el llamado "mejor" buque cisterna de agua sin lastre navega muy suavemente en mares en calma; sin embargo, las condiciones de navegación del buque cisterna de agua sin lastre Malacca son malas porque después del casco está; ampliado, la profundidad de la parte inferior del barco en el agua no es suficiente; en condiciones climáticas adversas, se deben bombear 15.000 toneladas y 35.000 toneladas de agua de lastre a los tanques de lastre de repuesto de estos dos petroleros sin lastre, respectivamente, para evitar evitar que sufran daños. Garantizar la seguridad del buque. Sin embargo, en las mismas condiciones, un VLCC tradicional debe transportar al menos 80.000 toneladas de agua de lastre para cumplir con el estándar de calado de un barco de no menos de 8,4 metros estipulado en el Convenio Internacional para la Prevención de la Contaminación por los Buques. Se puede observar que las ventajas del llamado camión cisterna de agua sin lastre siguen siendo muy obvias.
Se puede observar que el barco en forma de V sin agua de lastre no rechaza absolutamente el agua de lastre. Su concepto de diseño es hacer el casco lo más delgado posible para lograr el efecto de reducir la resistencia del casco. El tipo "Mejor" reduce la resistencia en un 33% y el "tipo Malacca" reduce la resistencia en un 25%. En resumen, el diseño del casco en forma de V puede reducir en gran medida los problemas causados por el agua de lastre. El Dr. Mihir Parsons señaló que aumentando la altura de la zanja de aguas residuales y aumentando adecuadamente el ancho del plano del fondo y otras medidas técnicas, ciertamente se puede construir con éxito un petrolero con casco en forma de V que pueda navegar con seguridad con el viento y las olas.
2. Casco con sistema de flujo pasante
El llamado sistema de flujo pasante es un tanque de lastre tradicional, que se utiliza para reemplazar la estructura longitudinal debajo de la línea de flotación alrededor del tanque de carga. . Su característica más importante es que el tipo cerrado original se cambia a un tipo abierto delantero y trasero. La entrada de agua está ubicada debajo de la línea de flotación de la proa y la salida de agua está ubicada en la popa. El agua de mar fluye continuamente desde la entrada de agua en la proa y se descarga rápidamente desde la salida de drenaje en la popa, que no sólo funciona como tanque de lastre sino que también reduce la carga sobre el barco. Las diferentes presiones de entrada y salida de agua en la proa y la popa se utilizan para controlar la velocidad del flujo de agua a través del tanque de lastre; sin embargo, el agua de mar que pasa a través del tanque de flujo siempre es agua de mar en el área marítima local y no traerá agua de mar desde ella; un lugar a otro.
No hay duda de que el llamado tanque de lastre de flujo continuo es el concepto de construcción naval más innovador hasta la fecha. Su característica más importante es que conserva el tanque de lastre real, pero solo transforma el agua estancada en el tanque de lastre en agua que fluye longitudinalmente, resolviendo así fundamentalmente el problema de la propagación de microorganismos y contaminantes en el océano global. Su mayor desventaja es que el tanque de lastre todavía ocupa un espacio considerable en el barco y, debido a las necesidades de la estructura del barco, además del tanque de lastre longitudinal, se deben conservar algunos tanques de lastre de estructura transversal tradicionales. Actualmente, los expertos en construcción naval están concentrando sus esfuerzos en superar esta dificultad, intentando reducir el volumen de los tanques de lastre horizontales que por el momento no pueden eliminarse por completo, es decir, minimizar la cantidad de agua de lastre en el barco. Una de las desventajas de este sistema de flujo continuo es la mayor resistencia a la navegación del barco.
El Dr. Mihir Parsons señala que la mayoría de estos problemas pueden resolverse mejorando aún más el diseño hidrodinámico.
3. Casco monocapa
La mayor ventaja de este diseño es que el fondo del barco tiene forma de zapatilla invertida, y la apertura está hacia atrás, lo que permite el barco produzca un mayor calado cuando está ligeramente cargado. Sin embargo, la desventaja de esta solución es que, en comparación con los tipos de barcos tradicionales, el área del casco en contacto con el agua de mar se amplía considerablemente. Sin embargo, el Dr. Michel Parsons cree que estos inconvenientes se pueden reducir al mínimo mediante la lubricación con aire generada por las "alas de cigarra" que apuntan hacia abajo en los costados del fondo del barco.
Los diseñadores del casco del Monomara combinaron la lubricación por aire con el escape del motor, lo que significa que el escape del motor marino no se expulsa al aire hacia arriba, sino a través de ranuras en el casco hasta la popa. Por un lado, ejerce su función de lubricación del aire y, por otro lado, disuelve dióxido de carbono, monóxido de carbono, diversas partículas contaminantes y sulfuros en los gases de escape en agua de mar, reduciendo así la amenaza al aire marino y al medio ambiente portuario.
En la actualidad, en la Universidad de Delft (Países Bajos) se ha construido con éxito este barco de casco monoestructura, con una capacidad de carga de 4.000 toneladas y una velocidad de navegación de 14 nudos. No tiene tanques de lastre y, a juzgar por sus pruebas en el mar, cumple básicamente con los estándares para los llamados buques de agua sin lastre.
El problema es el primer paso.
El Capitán Graham Greensmith, experto senior de Lloyd's Register of Shipping, dijo al hablar de los diversos diseños de barcos sin agua de lastre que hasta el momento no existe ninguna opción práctica y competitiva de diseño de barcos que pueda eliminar esencialmente el lastre. agua, pero esto no significa que no se puedan construir barcos sin lastre. En las paredes interiores de los llamados tanques de agua a presión de flujo transversal todavía se producen organismos marinos, microorganismos y sedimentos que se transportan de un lugar a otro en los tanques de lastre de los barcos, cuyos tanques de lastre de reserva aún pueden descargarse en algún lugar; demás.
La parte más difícil en realidad es al principio. La aplicación de las reglas, estándares, equipos e instalaciones de la OMI es muy complicada, y la aparición de buques sin agua de lastre no es una excepción. A partir de la introducción de los tres conceptos y planos de diseño de buques sin sistema de agua de lastre anteriores, parece que la gente puede ver el amanecer de la solución del problema del agua de lastre. Actualmente, los propietarios de buques, operadores y administradores de la industria naviera mundial deben depender en gran medida de la tecnología de agentes de tratamiento de agua de lastre.