Situación y horizonte de la Industria Marítima

Situación y horizonte de la Industria Marítima
Santander, 5 de junio de 2014
Situación y horizonte de la Industria Marítima
INNOVACION Y DESARROLLO EN
CONSTRUCCION NAVAL
Ponente: D. Luis Guerrero Gómez
Director de la División Naval & Offshore
Doctor Ingeniero Naval
Fecha: 5 de junio de 2014
Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es ESPECIALIZACION
VIGO
Nav F. Tapias
LUZ DE MAR
Armón Vigo
B.V. SYMBOLS AND NOTATIONS
I { HULL { MACH
Tug; Fire Fighting Ship 1
Oil recovery ship – water spraying
Unrestricted Navigation
{ AUT-UMS; { DYNAPOS-AM/AT-R; { IG
FPSO EXTENSIÓN DE VIDA
Modelo FEM de buque completo. En colaboración con BV- HO
LOA=333 m, Breadth = 58 m, Depth = 31 m
UNIT : NGUYIMA YIN
CLIENT : MAERSK
Situación y horizonte de la Industria Marítima
ESTRUCTURAS
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PERDIDAS
PERDIDAS DE VIDAS HUMANAS
200
180
20
160
140
Years
Years
Un problema de vidas humanas
Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es 2001
2000
1999
1998
1997
1996
1995
1994
1993
2001
2000
1999
1998
1997
1996
1995
1994
1993
0
20
0
1992
60
40
1991
5
1992
10
120
100
80
1991
15
1990
No. lives lost
25
1990
No. vessels lost
PERDIDAS DE BULK CARRIERS
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ANALISIS DE SINIESTROS
Bulk carriers
80%
70%
Causas en el 2000:
1. Casco
2. Error de navegación
3. Incendio y explosión
4. Máquinas
60%
50%
40%
Machinery failure
navigation error
30%
fire and explosion
20%
hull failure
10%
35%
miscellaneous
0%
5%
0%
Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es miscellaneous
10%
hull failure
15%
fire and explosion
Oil tankers
20%
navigation error
25%
Machinery failure
30%
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frequency of incidents per ship year
DISTRIBUCION POR TIPO DE BULKCARRIER
Mini
Handysize
3.00E-03
Handymax
2.50E-03
Panamax
2.00E-03
Cape size
1.50E-03
1.00E-03
5.00E-04
0.00E+00
Hatchcover
Pipes&
valves
Side Shell
Side Shell Bottom Shell
(Collision)
Deck
Side Shell
Penetration
categories of incidents
Frecuencia de siniestros por tipo de bulkcarrier
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Siniestro en el forro exterior
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Condiciones de carga
Las cargas alternas producen importantes esfuerzos cortantes sobre forro y
estructura
Casos extremos de carga que generan esfuerzos por arrufo o quebranto
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Condiciones de carga
Sobrecarga de la bodega
Esfuerzos cortantes sobre el
mamparo y compresión en
cubierta
Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es Excesiva flexión en el doble
fondo
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Consecuencias de carga inadecuada
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Bulkcarriers: Secuencia de la
avería
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Avería con inundación de
bodegas
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Avería en mamparo transversal
Colapso del mamparo al lastrar la
bodega - capesize bulker
Source MIIU
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PRIORIDADES DE MEJORA
•
•
•
PRIORIDAD 1
Reforzar el forro para evitar inundación
•URS 12 y 25: estructura
•URS 21: escotillas
PRIORIDAD 2
Evitar el avance de la inundación
•URS 18: mamparo entre bodegas 1 y 2
•URS 20: carga admisible con bodega 1 inundada
•URS 17: estabilidad en averías
PRIORIDAD 3
Alertar a la tripulación lo antes posible.
•SOLAS XII/12: detección
•SOLAS XII/13: achique
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Medidas IACS para bulkcarriers en
servicio
Enhanced integrity of
fore deck fittings
Fitting of
breakwater
Hatchcovers within
forward 0.25L
Increased ESP
requirements
Strength of side
shell
Installation of water
ingress alarms in all
cargo holds
Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es Advanced
implementation
of SOLAS Ch.
XII
Water ingress
detection and
dewatering of
forward spaces
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Medidas IACS para nuevos
bulkcarriers
URS 21. SCANTLINGS
OF HATCH COVERS
AND HATCH
COAMINGS
URS 26-27. STRENGTH OF
HATCHES, FORE DECK
FITTINGS AND
EQUIPMENT
WATER INGRESS ALARMS
URS 25. SCANTLING OF SIDE
STRUCTURES
Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es URS 28. FITTING
OF A
FORECASTLE
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Condiciones de carga
Condiciones de carga unificadas. URS-25
BC-C: Carga ligera con distribución homogénea (<1.0 t/m3) – Plena carga con tanques de lastre vacíos
BC-B: Carga pesada con distribución homogénea (>1.0 t/m3) – Lo requerido para BC-C, pero con una carga de
densidad hasta 3 t/m3
BC-A: Carga pesada (>1.0 t/m3) con determinadas bodegas vacías – Igual que en BC-B, pero con determinadas
bodegas vacías
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Armonización. REGLAS UNIFICADAS JBP
Ad Hoc Group Técnico de
Armonización de Reglas
(AHG/RTH)
G Payer (Presidente)
3 de JBP: BV, NK, RINA
3 de JTP: ABS, DNV, LR
JTP : Joint Tanker
Project
• LRS, ABS & DNV
• Double Hull Oil
Tankers
• L> 150m
Armonización de:
 Filosofía de diseño y objetivos de
seguridad
 Reglas: Formato y notaciones
Aspectos de la armonización:
 Sobreespesor de corrosión (planchas)
 Escantillonado para esfuerzos locales
 Resistencia límite del buque viga
Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es JBP : Joint Bulker
Project
• BV, CCS, GL,
KR, NK, RINA &
RS
• SSS y DSS Bulk
Carriers
• L> 90m
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Objetivos
► Eliminar la competencia entre Sociedades de Clasificación en temas
de seguridad
► Adoptar los principios unificadores enunciados por IMO
► Asegurar que un buque que cumpla estas normas está
universalmente considerado como seguro por la industria
► Sumar la experiencia de las principales Sociedades de Clasificación
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Principales innovaciones
►Sobreespesor por corrosión (90% de la media
observada tras 25 años de servicio)
►Resistencia límite del buque viga
►Cargas dinámicas para 25 años
►Resistencia estructural local y global en caso
de inundación
►Vida de fatiga (25 años en el Atlántico Norte)
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Detalles estudiados por fatiga
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Protección de superficies
► Normas para pintura


Desarrolladas por IACS y la industria como guía
Norma obligatoria de clasificación para selección, preparación y aplicación de
la pintura ( no incluye la inspección de la aplicación)

Basada en la norma TSCF para 15 años

Tanques o bodegas de lastre: pintura de color claro

Escotillas (interior y exterior) e interior de bodegas, salvo plan y zona
adyacente: epoxi
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COMPARACIÓN DE RESULTADOS.
PANAMAX
Ballast : 0%
Ore : 0%
Empty : 0%
Longitudinals
Ballast : 0~3.4%
Ore : 0~13.9%
Empty : 0%
Ballast : 2~8%
Ore : 2~8%
Empty : 4%
Ballast : 0%
Ore : 1%
Empty : 0%
Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es Ballast : 6~13%
Ore : 7~13%
Empty : 1~7%
Ballast : 0%
Ore : 6%
Empty : 0%
C.L.
Situación y horizonte de la Industria Marítima
CONCLUSIONES
 El doble casco no es obligatorio en bulkcarriers
 Las Reglas JBP Rules conllevan un incremento del peso de
acero



Alrededor de un 2% en comparación con un barco de casco doble o
sencillo que cumple IACS UR S25
Alrededor de un 5% para un bulkcarrier de casco sencillo que no cumple
con IACS UR S25
El incremento de espesores se localiza principalmente en la plancha del
costado y plan de bodega, en la estructura de cubierta y en los refuerzos
de la estructura interior
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History of safety requirements
►
1912
TITANIC
►
1914
FIRST SOLAS CONVENTION
►
1929
SOLAS 29 (1933)
►
1948
SOLAS 1948 (1952)
►
1960
SOLAS 60 (1965) – First Fire and safety requirements
►
1974
SOLAS 74 (1980)
►
1981
Amendments : Structural Fire protection for cargo ships
►
1983
Amendments : LSA, IBC, IGC
►
1990
SCANDINAVIAN STAR INCIDENT
►
1992
PASSENGER SHIP FIRE SAFETY
►
1996
FTP CODE (Fire Test Procedures Code)
►
2000
FSS CODE (Fire Safety Systems Code)
►
2006
SAFE RETURN TO PORT CONCEPT
The major evolutions of the regulations and the major maritime
accidents are correlated
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MAQUINARIA, MARPOL
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Emisiones de gases en el transporte
El transporte más eficiente en términos energéticos es el marítimo
50g CO2
/ton/km
>500g CO2
/ton/km
Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es 15g CO2
5g CO2
/ton/km
/ton/km
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LNG: Solución para Zonas de control de emisiones - ECA
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Limitaciones MARPOL a la emision de NOx Y SOx
SOX
Regulations
Sulphur Content
2010
2012
IMO - Global
4.5%
3.5%
IMO - ECA
1.5%
1.0% or SOx < 4g/kWh
2015
2020
0.5% (VIABILIDAD 2018?)
0.1% or SOx < 0.4g/kWh
(since 01.07.2010)
EU ports
0.1%
California (< 24 nm)
1.5% (MGO)
0.1%
0.5% (MDO)
NOX
Engine fitted on a ship
constructed at date D
Applicable standard
1/1/2000 ≤ D < 1/1/2011
Tier I
1/1/2011 ≤ D < 1/1/2016
Tier II
1/1/2016 ≤ D
“existing engines”
1/1/1990 ≤ D < 1/1/2000
cylinders ≥ 90 l
& output > 5,000 kW
Tier III ECA
Tier II elsewhere
Tier I
Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es Engine rpm
N<130
130≤N<2
000
N≥
2000
Tier I
Current
Reg. 13(3)(a)
17.0
g/kWh
45 N-0.20
g/kWh
9.8
g/kWh
Tier II
~ 80% Tier I
14.4
g/kWh
44 N-0.23
g/kWh
7.7
g/kWh
Tier III
~ 20% Tier I
3.4
g/kWh
9 N-0.20
g/kWh
2.0
g/kWh
Situación y horizonte de la Industria Marítima
Regulación MARPOL – Eficiencia energetica
► Índice de Diseño de Eficiencia Energética (EEDI)
Reference
MEPC.203(62) – New chapter 4 to MARPOL Annex VI – Reg.19,20,21
Entry into force
1 January 2013
Applicable to
all new ships ≥ 400gt (except for ships with diesel-electric propulsion,
turbine propulsion or hybrid propulsion systems)
► Manual de Eficiencia Energética (SEEMP)
Reference
MEPC 203(62) – New chapter 4 to MARPOL Annex VI – Reg.22
Entry into force
01/01/2013 (new ships) – by the first IAPP intermediate or renewal
survey, whichever is first, on or after 01/01/2013 for existing ships
Applicable to
all new & existing ships ≥ 400gt
► El objeto de esta regulación es la reducción significativa de las emisiones de gases de
efecto invernadero como el CO2 por parte de los buques
► Los motores de 4 tiempos que consumen LNG tienen un 8-9% más de eficiencia
energética
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Ranking de Métodos para mejoras
energéticas
Letra
A
B
C
D
E
F
Orden de magnitud
Ahorro > 20%
10< Ahorro < 20%
5< Ahorro < 10%
2,5 < Ahorro < 5%
1 < Ahorro < 2,5%
Ahorro < 1%
Métodos de mejora de la Ahorro energético
Eficiencia Energética
potencial
Optimización de rutas
Llegadas JIT
Optimización dde velocidades
Super Slow Steaming
Trimado óptimo
Condición de lastre óptima
Limpieza del casco
Limpieza y pulido de la hélice
Engine auto-tuning
Derateado del motor
Turbo
Uso de fuel alternativos
Sistemas de recuperación de calor
Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es D
D
D
A
C
D
C
C+
D
E
E
B
B
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NOx, SOx, CO2, VOC,….
► 1) USO DE LNG (REDUCCIÓN 30% CO2, 90% NOX, 99%PM, 100%SOx). EMISIÓN DE METANO (Methane slip. REDUCE EL
EFECTO DE CO2 A 10-15%. RELACIÓN 20:1 EN GHG. Transporte Volumen 1.8 más que FO. Derrames. Abastecimiento (bunkering),
tripulaciones). Los motores de LNG cumplen el Tier III
► 2) INTRODÚCCIÓN DE AGUA O AIRE HUMIFICADO (REDUCCIÓN DE TEMPERATURA PICO EN LA COMBUSTIÓN.
REDUCCIÓN NOx)
► 3) REDUCCIÓN CATALÍTICA SELECTIVA (RED. 90% NOx (SÓLO NOx). USO DE AMONIACO)
► 4) HVSC (HIGH VOLTAGE SHORE CONNECTION). SÓLO EN PUERTO. INVERSIÓN INICIAL ALTA EN PUERTO Y BUQUE.
Concepto “Any Ship, any port”
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Soluciones para reducir NOx y SOx
El problema de las emisiones de NOx es que son inversamente proporcionales con las
emisiones de CO2 y el consumo de fuel, cuando hablamos de motores diesesl
Las emisiones de NOx pueden reducirse:
 Reducción Catalítica Selectiva (SCR) (es el
método más efectivo, y sería un motor TIER III,
pero usa amoniaco)
 Agua en el fuel (emulsión)
 Motor de aire húmedo
 Recirculación de gases de exhaustación (EGR)
Es decir, actuando en el motor principalmente.
Las emisiones de SOx pueden reducirse:
 Uso de scrubbers
 Uso de combustibles de bajo nivel de azufre
Lower CO2
Energy Efficiency
Higher fuel exploitation rate
Higher combustion T
Higher NOx
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Gas natural. Una alternativa
medioambiental viable
El uso de gas natural como combustible ofrece una
solución eficiente para reducir la emisiones a la atmosfera:
► Emisiones NOx reducidas en más del 80% (motores
gas tipo “lean-burn”)
► Se eliminan las emisiones de SOx (LNG no contiene
azufre)
► Se eliminan prácticamente las emisiones de partículas
► La reducción de las emisiones de CO2 puede llegar al
25% dependiendo de la tecnología (no hay methane slip
en motores de 2 tiempos)
Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es Sin olvidar el aspecto económico
Precios Fuel
HFO ~ 17.4 to 18.2 $ / 106 Btu
MDO ~ 26.8 $ / 106 Btu
Fuente www.bunkerworld.com
Precios Gas Natural
 USA:
~ 3.0 to 3.5 $ / 106 Btu
 Europe: ~ 9.0 to 10.5 $ / 106 Btu
 Asia:
~ 15.5 $ / 106 Btu
Cortesía Marine Service GmbH Hamburg
EN 2015 LOS COSTES DE LSGO AUMENTARAN 50%
Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es COMPARACION DEL LNG CON OTROS COMBUSTIBLES
► Ventajas

Mejor eficiencia energética

No genera residuos, como los scrubbers

Reduce la contaminación atmosférica

Precio más estable que el DO
► Desventajas

Mayor espacio de almacenamiento ( 1 litro LNG equivale a 0,6
de GO). Doble que FO y triple que dual

Falta de red logística en puertos

Necesidad de formación de las tripulaciones


Coste de inversión de remotorización o mayor coste de nueva
construcción
Normativa internacional en desarrollo
► Con el objeto principal de:

Preservar la vida humana

Proteger el medioambiente
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Experiencia selecionada: motores
► Aprobaciones tipo :

Wartsila dual fuel engines (e.g. 34DF, 32DF, 20DF & 50DF)

MAN dual fuel engines (51/60 DF) y MAN 2 tiempos (en proceso)

Rolls-Royce Bergen gas engines (KVGB-12G4)

Anglo Belgian Corporation (ABC) dual fuel engines (e.g. DZD / (V)DZD) (en
proceso
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Motores 4 tiempos dual fuel
Funcionamiento con gas
► Ciclo OTTO en el que se produce
la ignición de la mezcla de gas y
aire comprimido en el cilindro por
medio de la inyección de una
pequeña cantidad de diesel
Cortesía Wartsila
Funcionamiento con gasoil
► Ciclo DIESEL en el que una vez
que se ha comprimido el aire en el
cilindro se produce la inyección del
gas oil produciendo la ignición
Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es Cortesía Wartsila
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Sistemas de almacenaje
► Aprobación de todo tipo de sistemas de contención:










GTT NO96, MARK III, MARK III-Flex, CS1
KOGAS KC-1
Samsung SCA
IHI SPB
MOSS
DSME ACT-IB
Nordic Yards ADBT
STX tipo B
Tanques tipo C
(cilindricos, bilobulares o tri-lobulares)
Tanques tipo“C” en container, etc
Type C
MOSS
Membrane tank
Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es Independent type B
Containerized Type C
Situación y horizonte de la Industria Marítima
LNG como combustible: reglas disponibles
► Históricamente los códigos de gaseros IMO fueron
los primeros en regular el uso del gas natural
evaporado como combustible a bordo de los
metaneros
► En respuesta a la demanda de la industria, BV ha
introducido
igualmente reglas de clasificación para motores y
buques que usan gas como combustible:


NR481 in 2002: Design and installation of dual fuel
engines using low pressure gas,
NR529 in 2007: Safety rules for gas-fuelled
engine installation on ships.
► Actualmente IMO esta en la fase final de la
elaboración del International Code for Gas Fuelled
Ships (IGF code) con objeto de adoptar el código
posiblemente a principios del 2015.
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Evolución en Europa
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LNG COMBUSTIBLE MARINO
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SISTEMAS DE GESTION
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CODIGO ISM DE GESTION DE LA SEGURIDAD Y
PREVENCION DE LA CONTAMINACION
OBJETIVO  Prevenir y controlar los riesgos que afecten
a la seguridad de las personas y la propiedad (buque y
carga) y al medio ambiente.
Pilar
fundamental: elemento humano.
Interrelación
Sistema
persona-buque.
de gestión.
Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es Amenazas para la Industria Marítima
Situación y horizonte de la Industria Marítima
PIRATERÍA
Motivación
Económica
TERRORISMO
Motivación
Política
CONTRABANDO
Economía
Sumergida
POLIZONES
Inmigración
Ilegal
Instituto Marítimo Español ‐ Formación
www.ime.es en el código
PBIP para OPB/OCPM’s
CONVENIO DE TRABAJO MARITIMO-MLC
Responsabilidad de los miembros
condiciones de trabajo y vida a bordo
en virtud de las disposiciones nacionales de
aplicación del Convenio
Legislación nacional
Convenios colectivos
Flexibilidad Nacional
Aplicación de la parte B
Equivalencia sustancial
Exenciones
Variantes
DMLC Part I, FS Guidelines parag 98
Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es DMLC Parte I
Inspección a bordo
Evolving Regulatory Landscape
Safety
 Passenger ships safety &
post Costa Concordia
regulations
 Structural safety of
containerships
 IGF code
Environment
 Adoption of amendments
to mandatory instruments
(MARPOL, BCH Code, IBC
Code)
 Harmful aquatic organisms
in ballast water
 Polar code
 Air pollution and energy
efficiency
 Coherent Regulatory
Framework (GBS)
 Ship Recycling
 Under water noise
Bureau Veritas will take over the IACS chairmanship
p on July
y
1st, 2014
Situación y horizonte de la Industria Marítima
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