Optimización de bulbo de proa

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OPTIMIZACIÓN DE BULBO DE PROA PARA BUQUES MULTIPROPÓSITO/HEAVY LIFT CLIENTE: — SERVICIOS RELACIONADOS: OPTIMIZACIÓN DE LAS FORMAS DEL CASCO, RESISTENCIA DEL BUQUE Y PREDICCIÓN DE POTENCIA ALCANCE DEL PROYECTO: • Optimización multi objetivo del bulbo de proa por medio de CFD • Modelo 3D para producción del bulbo de proa seleccionado • Asistencia en los cálculos de estabilidad de las nuevas formas para los requerimientos de la sociedad de clasificación • Diseño, escantillonado y planos para producción de bulbo en timón RESULTADOS: Después de la realización de una auditoría energética para una serie de buques MPP gemelos, uno de los resultados fue que el rendimiento del bulbo de la proa original podría ser mejorado de forma significativa. El armador finalmente se decidió ir a por el retrofit de la proa y se inició un proyecto específico para su optimización. La proa original fue diseñada/optimizada para condiciones de velocidad alta (número de Froude alto para buque de desplazamiento). Hidrodinámicamente, el comportamiento de dicha proa era bastante crítico con un buen rendimiento en la velocidad máxima, pero con un tren de olas malo (de mucha demanda de energía) al reducir la velocidad. En la actualidad, es habitual que los armadores hagan uso del “slow steaming” como una medida de ahorro de combustible para sus flotas. Este cliente no era una excepción y los buques están operando en el rango de 12-14 nudos que es mucho menor que la velocidad de diseño. Se llegaron a definir doce condiciones (en términos de velocidad, calado y trimado) junto con el armador, como las más probables para la operación real del buque con el fin de poder obtener una cifra de ahorro global representativa tras el análisis. Con estas condiciones como objetivo, se diseñaron y generaron un gran número de bulbos diferentes en 3D. Cada geometría se analizó con CFD viscoso realizando cálculos de resistencia para cada condición. Después de esta serie de simulaciones también se calculó el rendimiento propulsivo para cada una de las condiciones y proas. Una vez que los resultados fueron post procesados, se calculó  la energía demandada en cada condición con el fin de evaluar la mejor geometría en términos de energía. Esto permite tener en cuenta la cantidad de tiempo empleado en cada condición. Por último, los resultados mostraron una gran mejora para todas las condiciones. Esto significa un ahorro total de energía por encima del 10% con respecto a la configuración original. Y en la condición más probable para el buque, el ahorro de energía alcanzó un 15%. Adicionalmente a este retrofit, se diseñó un bulbo para el timón del buque para obtener unos ahorros extra. La cifra fue superior al 2% para la potencia propulsiva. Se trata de una inversión muy pequeña para obtener un paquete completo ultra-eficiente. Junto con el ahorro de energía y potencia, se proporcionó un estudio ROI sencillo para que el armador pudiese tomar una decisión acerca de la viabilidad del proyecto. Cabe mencionar que se trataba de un caso muy especial en el que la proa era muy sensible a los cambios de velocidad. Pero también es cierto que si la velocidad de operación está lejos de la velocidad de diseño, los ahorros pueden ser significativos.

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