Hacia la descarbonización y la eficiencia energética de los buques pesqueros: La importancia del análisis del patrón operativo y de consumo

JOSEBA CASTRESANA, OIHANE C. BASURKO, GORKA GABIÑA. Expertos en tecnologías pesqueras de AZTI. JAVIER VALERO. OPROMAR. Organización de Productores de Pesca del Puerto y Ría de Marin.

El precio del gasoil marino se ha disparado en el último año, llegando a duplicarse e incluso triplicarse en varias comunidades autónomas como Galicia, País Vasco o Andalucía con respecto a los precios de comienzos del año 2021. En este contexto y con vistas a aplicar medidas de mitigación al cambio climático, la Unión Europea ha adoptado como parte del Pacto Verde el objetivo de eliminar los gases de efecto invernadero para el año 2050 consiguiendo así una Europa con balance neto de carbono. Las medidas para la reducción en el uso de combustibles fósiles serán, por tanto, una exigencia a materializar en las siguientes décadas.

Las medidas para la mejora de eficiencia energética pueden ser la respuesta a un problema que en la actualidad tiene consecuencias negativas en términos económicos y de contaminación. Hasta el momento, se han monitorizado numerosos buques de pesca a través de pruebas de mar realizadas en situaciones semi-controladas. Sin embargo, las condiciones de operación de un buque y de su sistema de propulsión pueden variar dependiendo del estado de la mar, por lo que es fundamental analizar los datos históricos del buque durante varios meses de funcionamiento para caracterizar su patrón de operación y proponer medidas reales que ayuden a diseñar estrategias que reduzcan su consumo y huella de carbono.

Ante esta situación, en el marco del proyecto ENERCOM (financiado por la Unión Europea – NextGenerationEU, a través del Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación del Gobierno de España) se han monitorizado 3 buques de pesca de la flota OPROMAR que emplean las siguientes modalidades de pesca: arrastre, palangre y cerco. Desde AZTI, y en colaboración con OPROMAR, se ha llevado a cabo un análisis de los patrones de operación y consumo de estos buques, basándose en los datos históricos. En la Figura 1 se muestra un buque representativo de los buques analizados.

Los parámetros registrados a bordo de los tres buques pueden separarse en 3 grandes grupos: parámetros del motor, generación de electricidad y posicionamiento del buque.

En cuanto a los parámetros del motor, en el caso del sistema de propulsión de hélice de paso fijo, dos de las variables más importantes a tener en cuenta son la velocidad de giro del motor principal y el consumo instantáneo para esas velocidades de giro. Concretamente, se estima que la relación entre la velocidad de giro y el consumo instantáneo de un motor diésel marino se aproxima a una función cúbica². La determinación de esta función es muy importante para después entender en qué regímenes puede llegar a dispararse el consumo del motor. Y es que, a velocidades de giro relativamente altas, siendo cúbica la relación entre la velocidad de giro y el consumo de combustible, para lograr un aumento de 100 rpm, y así aumentar ligeramente la velocidad del buque, el aumento en el consumo puede llegar a ser muy elevado, por lo que un incremento leve de velocidad del buque puede verse no compensado con el gran incremento del consumo instantáneo. Por otro lado, también se han recogido parámetros importantes del funcionamiento del motor como pueden ser las temperaturas de gases de escape y poder analizar después su evolución en las diferentes operaciones del motor.

El segundo grupo de parámetros corresponde a la generación de electricidad. En este caso, se registran múltiples parámetros de los grupos electrógenos del buque que se encargan de proveer la electricidad necesaria tanto para habitabilidad como para la maquinaria necesaria para la operativa de abordo y de pesca. De esta forma, se analizan los consumos de combustible de los grupos auxiliares para incluirlos en el estudio de consumo total de los buques en cada marea.

Por último, también se analiza el posicionamiento y velocidad de estos buques pesqueros, para analizar la operativa pesquera de los mismos, y comprender mejor cada marea atendiendo a posibles efectos causantes de consumos elevados de combustible.

Medidas para reducir el consumo de combustible

Tras el análisis de los históricos provenientes de varios meses de funcionamiento de los diferentes buques, se han observado una serie de medidas susceptibles de ayudará reducir el consumo de combustible de las distintas modalidades de pesca. Por ejemplo, si un buque pasa el 50% de su tiempo en ruta, el hecho de mantener la velocidad del buque (y por lo tanto el régimen de giro del motor en el caso de sistema de propulsión de hélice de paso fijo) por debajo de un valor determinado puede llegar a ocasionar ahorros de combustible considerables y no suponer una demora excesiva en el tiempo de llegada ya que, como se ha mencionado previamente, el hecho de aumentar la velocidad del buque en regímenes altos hace que el consumo del motor se dispare. En resumen, sería encontrar un punto óptimo de compromiso entre una velocidad de buque adecuada, evitando que el consumo instantáneo incremente considerablemente o se dispare.

De estos análisis se obtiene el patrón de consumo de los buques a partir de los cuales se puede analizar los periodos en los que el barco puede reducir su consumo mediante diferentes acciones de mejora de su eficiencia energética. La Figura 2 muestra la distribución del consumo instantáneo del motor principal de uno de los buques estudiados. De esta forma, se han analizado en detalle aquellas situaciones de consumo elevados en las que el buque emplee largos periodos de tiempo, observando sus velocidades y regímenes de giro para analizar posibles modificaciones de rutas, patrones de operación etc. que permitan mejorar su eficiencia energética.

Con todo esto se concluye que para poder avanzar hacia la descarbonización de las flotas pesqueras es primordial tener un buen conocimiento sobre el patrón de operación y consumo de cada buque. Es entonces cuando se podrá diseñar una estrategia de ahorro y proponer medidas aplicadas para reducir el consumo de combustible. No todas las medidas sirven para todos los segmentos de flota, de ahí la relevancia de conocer los patrones operativos de los buques; y la cantidad de combustible y emisiones reducida al aplicar estas medidas dictará la rentabilidad y la idoneidad de las mismas.