Imprimir Republicar

Ingeniería naval

Un carguero limpio y eficiente

Un nuevo buque brasileño cuenta con un innovador sistema de carga y descarga de 400 mil toneladas de mineral

vale El Vale Brasil en Río de Janeirovale

La embarcación Vale Brasil, el mayor granelero en operación actualmente en el mundo, con sus 362 metros de eslora, 65 metros de manga y una capacidad para transportar 400 mil toneladas en cada viaje, tiene como principal característica la eficiencia en la carga y descarga, producto de un innovador proyecto de ingeniería desarrollado por Projemar, una empresa de ingeniería naval de Río de Janeiro, en asociación con la compañía minera Vale. “La gran diferencia de esta embarcación radica en que cada una de sus siete bodegas se carga de un solo tirón, lo que elimina pérdidas de tiempo y gastos de energía con los desplazamientos de los cargadores de buques varias veces por el muelle”, dice Fábio Brasileiro, director de navegación de Vale. “La arquitectura de las bodegas también fue concebida para cargarlas y descargarlas de la manera más rápida posible”. La disminución de la emisión de carbono por tonelada de mineral transportada es otro punto favorable para la embarcación.

La decisión de invertir en una embarcación capaz de transportar el equivalente en peso a 487 mil coches populares se tomó hace alrededor de ocho años, cuando técnicos del equipo de navegación y de marketing de Vale se percataron de que, debido a la enorme distancia que separa a Brasil de Asia, el principal mercado consumidor de mineral de hierro brasileño, sería necesario contar con fletes de más bajo costo. Por eso decidieron construir un buque más eficiente y competitivo. La concepción y el proyecto de ingeniería del barco son nacionales, pero la construcción, que se extendió durante 20 meses, estuvo a cargo del astillero surcoreano Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering. Los astilleros surcoreanos, como así también los chinos, están preparados para la construcción de megabuques en serie y cuentan con mano de obra e instalaciones disponibles a tal fin. Vale Brasil es el primero de 19 buques cuya construcción la empresa ha solicitado a astilleros asiáticos. Siete de éstos se están construyendo en el Daewoo, a un costo de 748 millones de dólares, y otros 12 en el astillero chino Rongsheng Shipbuilding and Heavy Industries, por valor de 1.600 millones de dólares. La entrega de los mismos está prevista entre 2011 y 2013. La industria naval brasileña de construcción de embarcaciones de gran porte, que llegó a ser una de las principales del mundo en la década de 1970, quedó prácticamente abandonada durante décadas y sólo recientemente ha comenzado a registrar una recuperación efectiva en función de los pedidos de Petrobras, reforzados por el descubrimiento del petróleo en la capa oceánica presal. Queda aún mucho por hacerse, como la implantación de astilleros en Alagoas, Rio Grande do Sul, Río de Janeiro, Pernambuco y Espírito Santo, necesarios para dar cuenta de las contrataciones de buques y plataformas previstas en el programa de Petrobras.

El modelo en la USP simula el atraque del buque en la terminal Ponta da Madeira

eduardo cesarEl modelo en la USP simula el atraque del buque en la terminal Ponta da Madeiraeduardo cesar

Menos carbono
En mayo pasado, el Vale Brasil recibió en Oslo, Noruega, el premio Nor-Shipping Clean Ship Award por emitir un 35% menos de carbono por tonelada de mineral transportado en comparación con los buques tradicionales de alrededor de 200 mil toneladas empleados con el mismo fin. La feria Nor-Shipping es uno de los principales eventos de navegación del mundo, y es organizada por la Sociedad Naval Portuguesa cada dos años. “La reducción de las emisiones de carbono se logra debido a la tecnología empleada en la parte del motor, que optimiza la quema de combustible, el sensoriamiento y los generadores”, dice Brasileiro. “El Vale Brasil tiene una característica que lo diferencia de los otros graneleros en actividad. Es posible llenar una bodega entera sin necesidad de contar con un plan de carga secuencial, tal como es usual para que el buque no sufra averías”, dice el profesor Paolo Alfredini, del Departamento de Ingeniería Hidráulica y Ambiental de la Escuela Politécnica de la Universidad de São Paulo (USP), quien coordinó los ensayos de simulación de maniobras en el modelo físico reducido de la Terminal Ponta da Madeira, propiedad de Vale, con sede en la ciudad de São Luís, estado de Maranhão. El cargador de buques es una estructura dotada de una cinta transportadora que descarga el mineral en las bodegas de las embarcaciones. En los graneleros proyectados tradicionalmente, se hace necesario efectuar esta operación siguiendo un plan preestablecido de compensación de cargas, para que no se produzca un desequilibrio o incluso una rotura del casco. “La concepción innovadora de la operación de carga resulta en un sustancial aumento de la productividad de la operación portuaria.”

Una sociedad antigua
En tamaño, el Vale Brasil se ubica en sexto lugar en la lista de los mayores barcos del mundo, encabezada actualmente por el Emma Mærsk, un portacontenedores de Dinamarca de 397 metros de eslora y 56 metros de manga, capaz de transportar 11 mil contenedores con 123,2 mil toneladas de peso bruto y que desde 2006 hace rutas entre Asia y Europa. Hasta 2010 ese puesto era ocupado por el superpetrolero noruego Knock Nevis, de 458 metros de eslora y 69 metros de manga, que no está más en operación. Esos tamaños gigantescos también pueden constituirse en problemas, pues son pocos los puertos capaces de recibir navíos de esta índole.

La USP, socia de Vale desde finales de la década de 1970, colaboró para el éxito del proyecto con los ensayos de simulación de esfuerzos sobre el sistema de maniobras, realizados en el enorme galpón de pruebas del laboratorio vinculado al Departamento de Ingeniería Hidráulica y Ambiental de la Poli, donde el modelo ocupa actualmente cerca de mil metros cuadrados. Un modelo físico reducido del buque reproduce con semejanza geométrica y cinemática la operación de la terminal perteneciente a Vale de Maranhão. “Todas las maniobras realizadas en nuestra terminal marítima se simularon en el modelo de la USP”, informa Brasileiro. Los ensayos, realizados bajo la coordinación del profesor Alfredini, abarcaron desde el comportamiento del amarre en el puerto hasta la cuestión de la navegabilidad y la seguridad de las operaciones realizadas. “Uno de los ensayos, por ejemplo, simuló los esfuerzos producidos por las corrientes de marea sobre los cables de amarras del buque antes de su primer atraque en São Luís”, informa el ingeniero Juliano Philippi, encargado de los ensayos, que defendió en 2010 su tesina de maestría bajo la dirección de Alfredini, cuya temática fue la simulación de maniobras no tripuladas de buques. “En esa zona la influencia de las olas no es significativa, pero la de las corrientes de mareas sí lo es”, dice Alfredini. “En Maranhão la marea tiene una oscilación de más de seis metros de amplitud. Esos desniveles, que se registran durante poco más de seis horas, generan corrientes muy fuertes.”

076-079_NaviodaVale_186Escala reducida
Los ensayos realizados en el modelo físico reproducen las maniobras de los buques, tales como el atraque (la llegada) y el desatraque (la partida) con el buque sin carga y completamente cargado, y el horario de la marea, con la ayuda de un sistema radiocontrolado. Los prácticos, que son los pilotos responsables de las maniobras del buque en el puerto, dirigen vía radiocontrol con órdenes para el funcionamiento de la máquina del buque, del timón y de la acción de los remolcadores impartidas a un equipo que se ubica en otra sala. Los mandos se emiten en forma de señales de radiofrequencia captados por el buque. El práctico ve las maniobras a través de dos cámara ubicadas en el puente del modelo de buque, que reproduce la imagen de cada acción como si fuese la operación real en el puerto. Es decir, es como si el piloto estuviese en el puente de mando de la embarcación. El primer modelo físico de la operación de la terminal en escala reducida empezó a operar en la USP en 1979, a pedido de Amazônia Mineração, empresa socia de Companhia Vale do Rio Doce Mineração, antiguo nombre de la minera Vale, y de la norteamericana U.S. Steel, para el Proyecto Carajás. El modelo fue ampliado cuatro veces para seguir el ritmo del crecimiento de la terminal Ponta da Madeira, que inicialmente tenía un solo muelle y a partir del año que viene contará con cuatro, el último construido especialmente para recibir al Vale Brasil. Desde 1991, cuando se desarrolló la técnica de simulación analógica de maniobras de buques, se hicieron más de 1.600 simulaciones para barcos de gran porte que utilizan la terminal de Maranhão.

Se construyó una réplica del Vale Brasil en fibra de vidrio y luego se le acopló a la misma un motor, un timón y los mecanismos que, vía control de radio, accionan dichos equipos y a los remolcadores. “Como la escala geométrica del modelo físico es de 1:170, el artificio utilizado para simular al remolcador arrastrando o empujando al buque se concreta con ventiladores embutidos en el casco del buque”, dice Alfredini. “Mediante una adecuada calibración, éstos reproducen el efecto de los remolcadores sin necesidad de su presencia física”. La escala de tiempo, dado el tamaño reducido del modelo, también es 13 veces más rápida que la real. Por eso el práctico debe ejecutar las maniobras mucho más rápido que si estuviese al mando del barco en el puerto.

Republicar