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 Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es Situación y horizonte de la Industria Marítima 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 Situación y horizonte de la Industria Marítima 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% Situación y horizonte de la Industria Marítima 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 Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es Situación y horizonte de la Industria Marítima Siniestro en el forro exterior Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es Situación y horizonte de la Industria Marítima 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 Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es Situación y horizonte de la Industria Marítima 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 Situación y horizonte de la Industria Marítima Consecuencias de carga inadecuada Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es Situación y horizonte de la Industria Marítima Bulkcarriers: Secuencia de la avería Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es Situación y horizonte de la Industria Marítima Avería con inundación de bodegas Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es Situación y horizonte de la Industria Marítima Avería en mamparo transversal Colapso del mamparo al lastrar la bodega - capesize bulker Source MIIU Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es Situación y horizonte de la Industria Marítima 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 Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es Situación y horizonte de la Industria Marítima 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 Situación y horizonte de la Industria Marítima 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 Situación y horizonte de la Industria Marítima 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 Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es Situación y horizonte de la Industria Marítima 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 Situación y horizonte de la Industria Marítima 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 Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es Situación y horizonte de la Industria Marítima 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) Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es Situación y horizonte de la Industria Marítima Detalles estudiados por fatiga Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es Situación y horizonte de la Industria Marítima 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 Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es Situación y horizonte de la Industria Marítima 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 Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es Situación y horizonte de la Industria Marítima 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 Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es Situación y horizonte de la Industria Marítima MAQUINARIA, MARPOL Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es Situación y horizonte de la Industria Marítima 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 Situación y horizonte de la Industria Marítima LNG: Solución para Zonas de control de emisiones - ECA Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es Situación y horizonte de la Industria Marítima 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 Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es Situación y horizonte de la Industria Marítima 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 Situación y horizonte de la Industria Marítima 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” Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es Situación y horizonte de la Industria Marítima 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 Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es Situación y horizonte de la Industria Marítima 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 Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es Situación y horizonte de la Industria Marítima 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 Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es Situación y horizonte de la Industria Marítima 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 Situación y horizonte de la Industria Marítima 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. Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es Situación y horizonte de la Industria Marítima Evolución en Europa Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es Situación y horizonte de la Industria Marítima LNG COMBUSTIBLE MARINO Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es Situación y horizonte de la Industria Marítima SISTEMAS DE GESTION Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es Situación y horizonte de la Industria Marítima 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 Instituto Marítimo Español ‐ www.ime.es