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Los operadores de buques en el sector marítimo enfrentan una presión creciente para mejorar la eficiencia. Las emisiones de CO₂ del transporte marítimo representan aproximadamente el 3 % de las emisiones globales, y la OMI pretende reducirlas drásticamente hacia 2050, con el objetivo final de alcanzar cero emisiones. Como pioneros del sector, con más de 20 años de experiencia y más de 500 proyectos anuales que atienden a más de 1 000 buques, sabemos que una de las mejores formas de descarbonizar es optimizando los sistemas de intercambio térmico a bordo de los buques. Dirigido por más de 100 técnicos especializados en electricidad y mecánica, el equipo participa regularmente en soluciones de recuperación de calor residual, desde intercambiadores de calor de carcasa y tubos o de placas hasta unidades híbridas basadas en ciclos de potencia con CO₂ supercrítico (S-CO₂), con el fin de ayudar a ahorrar combustible. A continuación, describimos cuatro formas clave mediante las cuales un buen intercambio térmico reduce directamente las emisiones de CO₂.
Recuperación de calor residual: convertir pérdidas en energía
Los motores diésel marinos modernos alcanzan una eficiencia térmica de aproximadamente el 50 %; la energía restante del combustible se pierde como calor, principalmente mediante los gases de escape (normalmente a más de 250 °C) y como agua de refrigeración del bloque. Esta energía térmica perdida se recupera mediante intercambiadores de calor eficientes para su uso en forma de potencia útil o calor a bordo. En aplicaciones marinas, los sistemas de recuperación de calor residual (WHR), como el ciclo Joule, pueden aumentar la potencia total del motor entre un 2 % y un 12 %. Este incremento es consecuencia directa de una menor cantidad de combustible consumido por milla náutica y, por tanto, de menores emisiones de CO₂ por travesía. La energía recuperable en los gases de escape varía según la carga del motor y la relación de capacidad calorífica, dependiendo de la cantidad de gases de escape a recuperar y del fluido de trabajo. Esto se optimiza dentro de un circuito de recuperación de calor, diseñado por el equipo de ingeniería de SME, que puede operarse con distintas capacidades caloríficas de los gases de escape y del fluido de trabajo.
Apoyo a los sistemas de captura de carbono a bordo
Un intercambio eficiente de calor es muy importante para algunos sistemas del proyecto OCCS destinados a instalarse en una embarcación. Por ejemplo, el CO₂ se captura como parte de un sistema de captura y el CO₂ capturado debe separarse del disolvente capturado aplicando una cantidad suficiente de energía térmica, en caso de que el sistema de captura utilice monoetanolamina (MEA) como disolvente. Los intercambiadores de calor accionados por SME permiten aprovechar el calor sensible de los gases de escape del motor como fuente principal de energía para este proceso de regeneración energética, reduciendo así la necesidad de calentamiento auxiliar adicional mediante combustión de combustible. Cuando se optimizan, las tasas de reducción de CO₂ de los sistemas de recuperación de calor acoplados a los sistemas de captura pueden superar el 70 %. Para embarcaciones destinadas a climas fríos, la ventaja adicional de los intercambiadores de calor avanzados o exóticos consiste también en recuperar calor para el alojamiento de la tripulación y el precalentamiento del combustible, reduciendo así la demanda de la caldera auxiliar, otra fuente importante de emisiones adicionales.
Ciclos de potencia con CO₂ supercrítico para una eficiencia compacta
Debido al espacio limitado a bordo, se requieren dispositivos de generación de energía de alta densidad y miniaturizados. SME también contribuye a la implementación de ciclos Brayton con CO₂ supercrítico que transfieren el calor residual del escape al CO₂ en estado supercrítico mediante intercambiadores de calor. En comparación con los ciclos Rankine tradicionales, el ciclo S-CO₂ tiene una huella más reducida y una alta eficiencia de conversión energética. Los diseños de intercambiadores de calor —que incluyen el efecto de la temperatura de entrada, la masa y la presión de entrada del escape— desempeñan un papel crítico en el rendimiento de estos sistemas. Estas variables están incluidas en las especificaciones técnicas de SME, por lo que los intercambiadores de calor híbridos, que combinan placas grabadas y aletas, ofrecen los mejores resultados térmicos posibles minimizando las pérdidas por caída de presión.
Recuperación de frío procedente de la vaporización de GNL
Existe una oportunidad especial para los buques de GNL que se abastecen con GNL, al recuperar la energía fría generada durante la vaporización del GNL. La capacidad del GNL para absorber una gran cantidad de energía térmica al calentarse y convertirse en gas permite aprovechar este recurso "frío" en intercambiadores de calor para condensar el CO₂ capturado destinado al almacenamiento licuado, o para mejorar la eficiencia de los sistemas de aire acondicionado y refrigeración del buque. Las soluciones de intercambiadores de calor de SME combinan sistemas de recuperación de frío (CRS) que ayudan a reducir la carga eléctrica sobre los compresores, disminuyendo así el consumo de energía a bordo y el consiguiente consumo de combustible. Nuestras PYME ofrecen el mismo nivel de eficiencia en buques existentes, gracias a nuestros procesos certificados según la norma ISO y a nuestro taller de Nantong, de 5000 m². Podemos aplicar estas mismas técnicas a buques ya en servicio, especialmente aquellos cuya relación entre tamaño del buque y consumo de combustible de GNL resulta favorable.
Conclusión: Compromiso de SME con la descarbonización
Intercambio térmico eficaz: un ámbito crucial en el que la acción actual puede generar una importante reducción de las emisiones a escala mundial. SME Group ofrece soluciones técnicas especializadas de transferencia de calor para reducir el consumo de combustible y la huella ambiental, incluyendo recuperación de calor residual, apoyo a la captura de carbono, ciclos con CO₂ supercrítico (S-CO₂) y recuperación del frío del GNL. Acreditado por ANAB, IAF y UKAS, y certificado conforme a las normas ISO 9001 e ISO 14001, contamos con más de 100 especialistas disponibles durante todo el año, ofreciendo servicios en todos los astilleros del mundo, especialmente en China continental. Ofrecemos una garantía de 12 meses, junto con una tradición de «Más allá de la preocupación», para asegurar que todos nuestros proyectos contribuyan a un futuro marítimo más verde y sostenible. Hable hoy mismo con los expertos de SME para descubrir cómo un intercambio térmico energéticamente eficiente puede ayudarle a reducir la huella de carbono de su buque y disminuir sus gastos operativos.