propulsion electrica

Según la Conferencia de Naciones Unidas sobre Comercio y Desarrollo, el 80 % de los productos básicos de todo el mundo se transportan en embarcaciones, y se estima que esta cifra aumentará en un 3,8 % anual. Por desgracia, la mayoría de buques portacontenedores o cruceros, petroleros y cargueros funcionan a base de diésel pesados ​​que producen una gran cantidad de gases de escape, incluidos el óxido de azufre, óxidos de nitrógeno, partículas de hollín, dióxido de carbono (CO2) y polvo fino. Combinados, las 90.000 embarcaciones queman 370 millones de toneladas de combustible al año y producen 20 millones de toneladas de óxido de azufre. Para reducir estas dañinas emisiones, los fabricantes de barcos deben pasarse a la potencia eléctrica.

Existen actualmente tres tipos de motores eléctricos que se utilizan en el sector naval:

• Motor eléctrico-diésel: en un motor eléctrico-diésel los generadores diésel producen electricidad, que alimentan los motores eléctricos que accionan la hélice de la nave.
• Motor híbrido: los motores híbridos usan las baterías a bordo junto a un motor de combustión interna. El motor híbrido puede encenderse durante un breve período de tiempo para proporcionar la potencia cuando fuera necesario o puede almacenar la energía sobrante de un generador diésel. Los motores híbridos permiten a la embarcación navegar simplemente con la electricidad durante un tiempo.
• Motor totalmente eléctrico. Las naves alimentadas con un sistema de motor totalmente eléctrico no disponen de motores de combustión interna a bordo. Las baterías proporcionan todo tipo de necesidades energéticas a la embarcación.

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Protección de corrosión catódica

Los sistemas de proteccion catódica por corriente impresa (ICCP) que impiden la corrosión del casco de acero de una embarcación están alimentadas por fuentes de alimentación DC programables. Estos sistemas utilizan ánodos galvánicos adheridos al casco para ofrecer protección. Cuando las embarcaciones se sacan del agua para su inspección y mantenimiento, es una tarea sencilla sustituir los ánodos galvánicos. Los barcos más pequeños como los yates, con cascos no metálicos, están provistos de ánodos galvánicos para proteger las áreas como los motores fueraborda.

Los ánodos para sistemas ICCP de abordo en los barcos constantes de un material relativamente inerte como el titanio platinado y se montan en el exterior del casco. Los cables de los anodos se colocan a lo largo del casco de barco con sistema de sellado por compresion hasta el terminal positivo de la fuente de alimentacion DC. El terminal negativo de la fuente de alimentación simplemente se adhiere al casco para cerrar el circuito. Los ánodos ICCP tienen un montaje enrasado, minimizando los efectos de arrastre en la embarcación y se sitúan a un mínimo de 5 ft (1,5 m) por debajo de la línea de carga ligera en un área en la que se evita el daño mecánico.

La densidad real requerida para proteger de forma adecuada el casco es una función de la velocidad del barco y debe tenerse en cuenta al seleccionar la fuente de alimentación y al colocar los ánodos en el casco. Algunas embarcaciones podrían necesitar un tratamiento especial. Por ejemplo, los cascos de aluminio con elementos de fijación de acero crearán una célula electroquímica en la que el casco de aluminio actúa como un ánodo galvánico, empeorando la corrosión. En casos como estos, los ánodos galvánicos se pueden emplear para compensar la diferencia de potencial entre el casco de aluminio y la fijación de acero. Si las fijaciones de acero son grandes, pueden ser necesarios varios nodos galvánicos.

Silenciamiento magnético – Desmagnetización

Una embarcación con el casco de acero es como un enorme imán flotante. Confirme el barco se desplaza por el agua, el campo magnético del barco también se mueve y se suma o se resta al campo magnético de la tierra. Debido a estos efectos distorsionantes sobre el campo magnético de la tierra, el barco puede accionar equipos sensibles magnéticamente diseñados para detectar estas distorsiones.

Para evitar que ocurran, los fabricantes de barcos instalen sistemas de desmagnetización para reducir el efecto del barco sobre el campo magnético de la tierra. La corriente que fluye a través de las bobinas de desmagnetización genera un campo magnético que cancela el efecto que el movimiento del barco tiene sobre el campo magnético de la tierra. Esto, a su vez, reduce las posibilidades de detección por parte de estos equipos con sensibilidad magnética.

La imagen inferior ilustra cómo se activan las bobinas de desmagnetización compensan los componentes verticales inducidos y permanentes del campo magnético del barco (zona Z). Cuando la embarcación atraviesa un hemisferio, la polaridad de la corriente de la bobina debe ajustarse dinámicamente.

Referencia: Federación de Científicos de Estados Unidos

Minas marinas – Rastreo de la firma magnética de las embarcaciones

Las minas modernas detectan lo que se conoce como la firma magnética del barco. Si una mina detecta ciertas firmas, activará un torpedo o una explosión e informará de la posición y categorización (principalmente submarina). Para minimizar la amenaza, los marines pueden dotar a las embarcaciones de un sistema de desmagnetización integral (DG). Los sistemas de desmagnetización alteran la firma magnética de la embarcación y, por lo tanto, reducen las posibilidades de detección.

Referencia: Polyamp: Sistemas de desmagnetización

submarinos electrificados

Las células de combustible de membrana de electrolito polimérico (PEM) para aplicaciones navales de Siemens son la tendencia del futuro para la generación de energía eléctrica externa independiente del aire en submarinos. Ya que las células solo necesitan hidrógeno y oxígeno como combustible, pueden ampliar significativamente el período de inmersión del submarino. Los submarinos provistos de estas células de combustible de baja temperatura son muy superiores a los submarinos convencionales, que deben emerger con frecuencia para recargar sus baterías. Estas células de combustible son mucho más eficaces que los La reacción electroquímica genera únicamente agua y calor, además de electricidad y encima es silenciosa. Su diseño robusto, no magnético y de baja se ha creado especialmente para uso a largo plazo y tiene una vida útil estimada de varios años, y todo ello en un paquete de apoyo del ciclo de vida eficaz y asequible.

Referencia: Siemens

Protección catódica terrestre

Embarcaderos, puertos y otras estructuras pueden deteriorarse de la protección catódica. Diferentes estructuras requieren sistemas diferentes para ofrecer protección. La mayoría de los diseñadores prefieren ánodos galvánicos pero también se puede usar ICCP. Debido a que existen muchas diferencias de geometría estructural, composición y arquitectura, las empresas especializadas suelen requerir diseños de sistemas de protección catódica específicos de cada estructura. Algunas veces, las estructuras del sector naval requieren modificaciones retroactivas para recibir una protección efectiva.