Eficiencia energética en el transporte marítimo. Influencia del estado funcional de los motores térmicos (2021)

En este estudio de investigacion titulado “Eficiencia energetica en el transporte maritimo. Influencia del estado funcional de los motores termicos”, se va a estudiar y comprobar que verdaderamente, las horas de funcionamiento de diferentes equipos del motor, como pueden ser las toberas de los inyectores, turbosoplantes y demas parametros del sistema de inyeccion, influyen directamente en la emision de contaminantes, tales como NOx, CO y material particulado. Se demostrara con este estudio de tesis, que el estado funcional de los motores marinos de gran potencia debe ser considerado algo fundamental para la disminucion de emisiones.
Para ello, se debe tomar medidas en motores que lleven acumuladas horas de funcionamiento proximas a las correspondientes para la realizacion del overhaul (denominacion del mantenimiento programado a las 15.000 horas de funcionamiento) durante la fase de operatividad de dichos motores. Una vez terminados los trabajos de mantenimiento del motor, se toman mediciones a bordo nuevamente.
Se toma este camino de investigacion alentada por la propia Normativa actual (ANEXO VI de MARPOL 73/78) que establecen los limites de masa admisibles de emisiones contaminantes en funcion de las revoluciones del motor. Segun la Normativa se realizan pruebas con motores de nueva construccion en bancos de pruebas. Sin embargo, este estudio demostrara que no es suficiente tomar valores de referencia en bancos de prueba, sino que, debido a que, a la propia operatividad de los motores, estos pueden sufrir determinados desajustes, es por ello que se deberia tener en cuenta estas circunstancias, y realizar un control mas exhaustivo de las emisiones producidas en condiciones normales de funcionamiento a bordo.
Ademas, tampoco se tienen en cuenta, los limites de emisiones contaminantes que se sobrepasan cuando el motor trabaja con un exceso de horas de funcionamiento, y proximo a su parada por mantenimiento programado por horas de funcionamiento del motor, segun protocolo del fabricante. Se ha comprobado que, tras el reemplazo de los inyectores y ajuste del sistema de inyeccion en general, el motor disminuye sus emisiones de NOx, CO y material particulado fundamentalmente.
En base al estudio de Tesis, se realizan unos calculos comparativos en la medicion de emisiones de contaminantes de motores marinos, antes y despues de la realizacion del mantenimiento por overhaul, se estaria en condiciones de proponer un modelo optimo de operacion que minimice las emisiones.
Este estudio de tesis se centra, por tanto, en analizar la influencia que ejercen las toberas de los inyectores, y los sistemas de fluidos que intervienen en el proceso de combustion (combustible y aire) en la formacion de los contaminantes anteriormente mencionados. Los inyectores son los responsables de inyectar el combustible en la camara de combustion, dan forma a la curva de caudal de descarga y ademas afectan tanto a las presiones y temperaturas, como el tiempo de permanencia de los gases de escape en el interior del cilindro. Los factores que influyen directamente en la formacion de emisores contaminantes son las altas temperaturas que se dan en la camara de combustion y el tiempo de permanencia de los gases de escape en el interior del cilindro.
Como objetivo principal de este estudio de tesis figura el desarrollar un modelo optimo de operacion para minimizar las emisiones contaminantes. Se podra cuantificar la disminucion de las emisiones que se producen con la realizacion de los mantenimientos programados por el fabricante del motor.
Palabras clave: Horas de Funcionamiento, Mantenimiento, Overhaul, Emisiones Contaminantes, Gases de Escape.