Actualmente, es común que muchos buques tanque pasen largos períodos de tiempo en un fondeadero a la espera de órdenes para cargar o descargar en un determinado puerto.
En otras ocasiones, estas paradas son debidas a la incertidumbre de la energía, o las constantes fluctuaciones del precio de los hidrocarburos, por lo que esperar una semana más puede suponer unas considerables ganancias para las empresas.

A veces la carga del buque ni siquiera se ha vendido todavía cuando el buque abandona el puerto de carga, y las órdenes de la naviera pueden ser desde navegar con un rumbo abierto a variaciones, fondear en lugares cercanos a los puertos más probables para descargar, o incluso dejar el barco al pairo.

Estas decisiones crean situaciones de incertidumbre que hay que gestionar inteligentemente a bordo, y repercuten directamente en la vida de los marinos. A veces prolongar un fondeo implica que un tripulante no pueda desembarcar en un determinado puerto por no tener visado de ese país, y tener que prologar su campaña más de lo esperado perdiéndose la boda de un familiar. En otras ocasiones, repercute en que el departamento de fonda no pueda hacer un pedido de alimentos, y haya que repetir menú toda la semana.

Buque LNG en fondeadero

Son muchas las situaciones diferentes que se pueden dar por esta circunstancia, que no siempre pueden prever desde las oficinas de la naviera, a veces por no disponer de información, y otras por no existir un correcto feed-back con la tripulación, y esta a su vez entre sus departamentos.

El departamento de máquinas no está exento de problemas derivados de este tipo de situaciones, por lo que el ingenio siempre sale a relucir para encontrar soluciones con los medios que se tengan a disposición.

Durante una campaña en el año 2016, tuve la oportunidad vivir una situación tensa a bordo, en relación con el agua dulce y un fondeo de larga duración, a bordo de un buque gasero LNG de propulsión a motores, con 26 tripulantes a bordo. A continuación detallaremos la problemática, así como la solución adoptada.

2- El Consumo de Agua Dulce A Bordo

El agua dulce es imprescindible a bordo, tanto para el circuito de agua de servicio que alimenta la sala de máquinas, cubierta y otros espacios, como para el agua doméstica que alimenta a toda la habilitación, es decir, camarotes, fonda, etc. El consumo de esta varía mucho en función del tipo de buque, el número de tripulantes y la actividad.

motor RUSTON 20RK270

El sistema de refrigeración de alta temperatura del motor suele aportar energía térmica al generador de agua dulce

En muchos buques de línea regular, como ferrys, es habitual que el agua dulce para uso doméstico en habilitación se reponga a través de una conexión en tierra cada vez que llegan a puerto, debido a su regularidad, pero en buques con rutas más largas y variables no suele ser así.

Generar agua a dulce a bordo durante la navegación es crucial, y tener una instalación correctamente diseñada para una operación segura que garantice el abastecimiento de dicho elemento, es fundamental.

Para conocer más sobre las manera de generar agua dulce a bordo, te dejamos los siguientes dos artículos:

Durante la campaña (2016) que tomaremos de ejemplo, podemos aproximar el siguiente consumo de agua dulce a bordo, desglosada por sus diferentes usos, de la siguiente manera:

  • Agua consumida por la tripulación (160-200L/Tripulante y día)
    • Agua para beber (Tras desmineralización y UV)
    • Ducha e Higiene de tripulación
    • Sanitarios
    • Lavadoras de ropa personal de tripulación
  • Agua consumida en cocinas (1200-1500L/día)
    • Tareas de cocinar y limpieza de alimentos
    • Lavado de platos y utensilios de cocina
  • Habilitación y cubierta (640-800L/día)
    • Limpiezas rutinarias de camarotes y zonas comunes de habilitación
    • Lavadoras industriales para buzos de trabajo
    • Baldeos de cubierta y trabajos de limpieza a presión
  • Sala de máquinas (2000-2500L/día)
    • Trabajos de limpieza en sala de máquinas
    • Relleno diario de tanques de química para evaporadores
    • Agua consumida en 8 depuradoras de aceite y fuel
    • Planta séptica
    • Limpieza con agua de turbocompresores de motores auxiliares
    • Limpieza con agua a contraflujo de economizadores
    • Calderas
    • Sistema de contraincendios con espuma
    • Otros consumidores.

TOTAL: de 8.000 a 10.000 L/día

3- La Gestión del Agua Dulce

Los generadores de agua dulce de placas, más conocidos a bordo como evaporadores, pueden generar agua extrayendo la sal del agua de mar por un principio de destilación. Dentro de una carcasa sometida a vacío, la temperatura de ebullición del agua salada baja a unos 50ºC, por lo que existen determinados fluidos disponibles en la sala de máquinas aptos para dotar al generador de agua dulce de un foco caliente que permita la destilación.

generador de agua dulce

Por lo general, se suele usar como fluido caliente el vapor en buques de propulsión a turbina de vapor, o agua de refrigeración de motores de alta temperatura para buques de propulsión a motores.

Pero, ¿qué pasaría en el caso de un buque de propulsión a motores tiene que afrontar un fondeo de larga duración? Esto mismo fue lo que nos sucedió.

Por norma general, los generadores de agua dulce no se arrancan normalmente en fondeos ni en puertos, debido al poco calado y la posibilidad de aspirar arenas, fango o algas con la toma de agua salada del generador.

No obstante, si esta bomba aspira directamente del colector común de refrigeración, que a su vez está funcionando con la toma de mar alta (Modo puerto) y en un fondeadero lo suficientemente alejado de costa, no habría mayor riesgo.

Este buque cuenta con dos tanques de agua dulce, de 200 m3 cada uno, por lo que su capacidad, basándonos en las estimaciones de consumo del apartado anterior, sería de unos 20 días por tanque, es decir, 40 días.

Sin embargo, como el aviso de que se iba a fondear puede llegar por sorpresa, nos pilló con un tanque vacío y otro a medias. La situación que a priori no parecía muy grave se complica a medida que pasan los días y se agota el agua. Luego, cuando el problema es más que evidente, se toman decisiones paliativas como prohibir los baldeos, o avisar a la tripulación para reducir el consumo de agua, pero era sólo prolongar la agonía.

Este buque cuenta con dos tanques de agua dulce, de 200 m3 cada uno, por lo que su capacidad, basándonos en las estimaciones de consumo del apartado anterior, sería de unos 20 días por tanque, es decir, 40 días. Sin embargo, como el aviso de que se iba a fondear puede llegar por sorpresa, nos pilló con un tanque vacío y otro a medias. La situación que a priori no parecía muy grave se complica a medida que pasan los días y se agota el agua. Luego, cuando el problema es más que evidente, se toman decisiones paliativas como prohibir los baldeos, o avisar a la tripulación para reducir el consumo de agua, pero era sólo prolongar la agonía.

Generador de agua dulce de alta producción en un buque de propulsión a vapor

Si los generadores de agua dulce utilizasen vapor como fluido calefactor, como el de la imagen, sería relativamente fácil generar agua en dicha situación.

En este caso era el agua de refrigeración de alta temperatura de los motores principales quien realizaba dicha función, por lo que arrancar los motores, sólo para generar agua dulce es realmente matar moscas a cañonazos, ¿qué precio se estaría pagando por litro de agua, arrancando unos motores de 15000 kW cada uno sólo para ese fin? Realmente, dada la gravedad del asunto, se barajó esta opción.

4- La Solución Ingeniosa

Finalmente, el jefe y oficiales de máquinas plantearon una solución alternativa al problema, aunque no sabían si realmente funcionaría hasta que se llevase a la práctica.

Tras un estudio concienzudo de los planos del sistema de refrigeración de agua dulce, se concluyó que existía la posibilidad de poner en marcha el generador de agua dulce con los motores parados. Esto a priori puede sonar ridículo, puesto que el agua no tendría la temperatura suficiente para generar la evaporación del agua salada necesaria… ¿o no es realmente así?

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Aquí es donde entra en juego el sistema de precalentamiento del agua de refrigeración. Consiste en un pequeño intercambiador de calor, con el que se mantiene el agua de motores a una temperatura moderada de unos 50ºC,  mediante vapor como fluido calefactor. No se sabía a ciencia cierta si esta temperatura iba a ser suficiente para el generador de agua dulce, lógicamente este sistema no está diseñado para ese fin.

Durante un funcionamiento normal, el agua salada vaporiza a unos 54ºC en estado de vapor ligeramente sobrecalentado, con las condiciones óptimas de vacío (0,092 bar), y pasaría así a la cámara superior donde se condensa. Lógicamente para funcionar así, el agua de refrigeración de motores entraría a unos 88ºC al evaporador y saldría a unos 73ºC.

Se puso en marcha el equipo, y se hicieron unas pruebas regulando todos los parámetros para adaptarse a la nueva temperatura de agua de refrigeración del evaporador. Se ajustó el sistema de precalentamiento para que aportase el máximo calor posible a dicho intercambiador, aún a coste de aumentar el consumo de la caldera auxiliar. Tras 24 horas ininterrumpidas de funcionamiento de uno de los generadores de agua dulce, y en el mar caribe con unas temperaturas de casi 30ºC del agua de mar, se consiguió generar unos 5m3 de agua dulce, todo un éxito. Esto representaba el 25% de la capacidad total del generador, que era de unos 20 m3/día.

Con los dos equipos a la vez, se podría generar aproximadamente en un día la misma cantidad que se gastaba en condiciones normales (10 m3/día), y disponer así de agua durante los días extra que durase el fondeo, por lo que fue realmente un alivio para la tripulación.

5- Otras Soluciones

Otras posibles soluciones para abordar esta problemática, ya entrando en temas de eficiencia energética, serían plantearse diferentes formas de obtener calor residual de gases de escape do de agua de refrigeración de motores auxiliares. Esta última opción sería la más sencilla de aplicar y a la vez, la más económica. De este modo, se podría arrancar la instalación de generación de agua dulce bajo cualquier condición, independientemente del estado de los motores principales.

Tras un estudio realizado para el caso específico de este buque gasero, se calcula que el calor residual del agua de refrigeración de Alta Temperatura, supera con creces la demanda energética de calor que necesita del generador de agua dulce (unos 600 kW de calor), y de este modo se puede producir a su máxima capacidad sin incrementar el consumo de combustible en la caldera, como en la solución que se aportaba en el apartado anterior.

Para ello, solo serían necesarias unas pequeñas modificaciones aprovechando un pase por astillero, y se podría llevar a cabo por un presupuesto de unos 8800€. En el siguiente esquema se presentan las modificaciones en cuestión:

Ejemplo de modificación de los circuitos de refrigeración

6- Bibliografía

Autor: Operador de sala de control en CT As Pontes de García Rodríguez