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lunes, 16 de abril de 2012

LNG Catalunya Spirit

El buque “Catalunya Spirit”, fue el primero de una serie de seis buques gemelos de 138.000 m³ de capacidad destinados al transporte de gas licuado y construido por la empresa nacional Izar (actualmente Navantia), consiguiendo el importante hito estar entre las compañías capaces de construir este tipo de buques, caracterizados por ser buques de alta tecnología y gran valor añadido, aunque posteriormente la compañía no consiguió consolidarse en este mercado fundamentalmente al no poder competir en precio con los astilleros asiáticos, principalmente coreanos y japoneses. 

LNG catalunya Spirit descargando en Reganosa, Ria de Ferrol en 05 de Abril de 2012.
Desde la época del LNG Laietá, que fue construido en 1970 por ASTANO en Ferrol, en España no se había vuelto a construir buques de transporte de gas natural licuado hasta la llegada de esta serie de seis buques compuesta por el Catalunya Spirit (Marzo 2003, ex Iñigo Tapias), Castillo de Villalba (Noviembre 2003), Bilbao Knutsen (Enero 2004), Cadiz Knutsen (Julio 2004), Madrid Spirit (Enero 2005) y finalmente Sestao Knutsen (Noviembre 2007) que resultó ser ligeramente diferente a los anteriores.

Los astilleros del grupo Izar elegidos para construir los buques fueron Izar Sestao en Bilbao para los Iñigo Tapias (posteriormente Catalunya Spirit), Bilbao Knutsen y Sestao Knutsen. Y el astillero Izar Puerto Real en Cádiz para los Castillo de Villalba, Cádiz Knutsen y Madrid Spirit.

El buque LNG Iñigo Tapias (Catalunya Spirit), fue construido en el astillero de IZAR en Sestao, el contrato para su construcción se firmó en julio de 2000 y fue botado el 29 de enero de 2002, se entregó a la Naviera Tapias el 1 de agosto de 2003 con un coste total de 223 millones de $ (U.S.). Un año más tarde en el verano de 2004, el buque cambió de armadores pasando de Naviera Tapias a Teekay y consecuentemente cambió de nombre, de Iñigo Tapias a Catalunya Spirit.

LNG Iñigo Tapias saliendo del Astillero de Izar en Sestao (Bilbao) en el año 2003.
En febrero de 2008 el Catalunya Spirit sufrió una grave avería frente a las costas de Massachusset, en ese momento llevaba 93.000 toneladas de gas desde Point Fortin en Trinidad y Tobago rumbo a Boston cuando quedó a la deriva por problemas en la computadora que gestiona sus motores, en las costas de Massachussets, frente al Cabo Cod. 

Catalunya Spirit durante sus reparaciones en el dique seco flotante de Grand Bahama Shipyard, Limited. USA
El buque cuenta con la máxima clasificación del Lloyd´s Register para este tipo de buques, siendo proyectado y construido para el transporte de gas natural licuado a una temperatura de hasta –163 ºC y presión atmosférica, en cuatro tanques tipo 2G de membrana invar GTT Nº 96 E2. Dispone de una cubierta continua, popa de estampa y proa de bulbo sin castillo. Tanto la acomodación, incluyendo el puente de navegación, como la maquinaria de propulsión van situados a popa.

LNG Catalunya Spirit visto por la popa. (Foto http://www.fotosdebarcos.org/)
El buque viga consta de cubierta tronco, doble casco y doble fondo en la zona de tanques de carga. Su estructura es longitudinal y ha sido cuidadosamente analizada por métodos de elementos finitos. La zona de cámara de máquinas y los extremos  de proa y popa tienen estructura mixta. Se ha empleado en la estructura acero de grado especial para bajas temperaturas, aprobado por la sociedad de clasificación y por la compañía licenciadora del sistema de membrana aislante Gaz Transport & Technigaz, GTT y se ha evitado el uso de acero de alto límite elástico para asegurar una prolongada resistencia a la fatiga.

LNG Catalunya Spirit saliendo de la Ria de Ferrol. (Foto http://www.fotosdebarcos.org/)
En la tabla siguiente se recogen las características principales: 
LNG Catalunya Spirit
Tipo de buque:
LNG TANKER
Nombres:
Iñigo Tapias (2003-2004)
Catalunya Spirit (2004-actualidad)
Clasificación:
LR100A1 LIQUIFIED GASTANKER, SHIP TYPE 2G, METHANE IN MEMBRANE TANKS, MAX. PRESSURE 0.25 BAR, MIN TEMPERATURE MINUS 163ºC, SHIPRIGHT (SDA), LI, LMC, UMS, CCS, PORT, NAV1, IBS, SHIPRIGHT FDA, TCM, CM, SCM, ES
Propietario:
NAVIERA TEEKAY GAS III, S.A
Operador:
TEEKAY MARINE SERVICES
Puerto de Registro:
Sta.Cruz de Tenerife(REC), España
Sociedad clasificadora:
LRS
Astillero:
IZAR, Astillero de Sestao, nº 319.
Año de construcción:
2003 (25/6/2003)
Registro bruto:
90.835 t
Desplazamiento (DWT):
68.200 t
Eslora:
284,4 m (LOA)
Manga:
42,5 m
Puntal:
25 m
Calado:
11,38 m
Capacidad de carga
138.119,52 m³ (100% de carga), 4 tanques GTT Nº 96 E2
Propulsión
Turbina de vapor Kawasaki 28.000 kw a 83 rpm, 2 calderas duales Mitsubishi, hélice Navalips de paso fijo y hélice de maniobra a proa.
Velocidad
19,5 Knot
Identificación:
Call sign: EBZV
IMO number: 9236420
MMSI no.: 224941000

SISTEMA DE CONTENCION DE LA CARGA
El espacio de carga está construido de doble casco y se subdivide en tanques, cofferdams, doble fondo, doble casco y doble cubierta.

La estructura de los tanques de carga está reforzada localmente para la condición de carga parcial, de acuerdo a los requerimientos de la sociedad de clasificación, con la restricción por ejemplo, de la altura metacéntrica (GM) y nivel de llenado de acuerdo a las instrucciones del sistema.

El sistema de contención de la carga es de tipo membrana, diseñados por la empresa francesa Gaz Transport & Technigaz, GTT de acuerdo con su patente nº 96 tipo E2.

Tanque de carga GTT 96, vista del interior. Fuente IZAR.
La principal característica del sistema de contención y aislamiento empleado en este buque es el uso de una delgada y flexible membrana de INVAR (aleación de hierro y níquel al 36 por 100) tanto para la membrana primaria como para la secundaria. El aislamiento está formado por dos capas de cajas de aglomerado llenas de perlita (cristal volcánico amorfo, compuesto mayoritariamente por dióxido de silicio y óxido de aluminio, usado en la industria criogénica como aislante), fijadas al casco con ayuda de adaptadores mecánicos soldados. Las membranas de INVAR están compuestas de tracas, formadas por chapas de 0,7 mm de espesor y 530 mm de ancho, con los bordes doblados, colocadas unas junto a otras y soldadas por resistencia.
Sistema de contención GTT No 96.
El sistema de doble membrana cumple todos los requerimientos de las Regulaciones Internacionales relevantes, en cuanto a que los sistemas de contención deben proveer dos “barreras” diferentes e independientes para prevenir un derrame o pérdida accidental de la carga.

La estructura de los tanques consiste en dos capas de membranas y aislamiento idénticas de forma que en caso de que se produzca una pérdida o derrame a través de la membrana primaria la carga será contenida de forma indefinida por la barrera secundaria.

El sistema asegura que el conjunto de cargas hidrostáticas originadas por la carga son transmitidas a través de las membranas y espacios de aislamiento a las chapas de acero que conforman el casco interior del buque.

La función o misión de las membranas es impedir una pérdida o derrame, mientras que el aislamiento soporta y transmite las cargas, además de minimizar el intercambio de calor entre la carga y el casco interior del buque. La membrana secundaria situada entre las dos capas de aislamiento, no solo actúa como una barrera de seguridad entre los dos espacios de aislamiento, si no que también reduce las corrientes de convección dentro del aislamiento.

La atmósfera en los espacios de aislamiento primario y secundario está rellenada con Nitrógeno, y es mantenida a una presión controlada. La presión en el espacio primario de aislamiento nunca debe ser mayor que la presión en los tanques de carga, para impedir que la membrana primaria se colapse hacia el interior del tanque.
 

PLANTA DE POTENCIA Y PROPULSION

Vista seccionada de la popa del LNG Catalunya Spirit. Foto IZAR.

La maquina principal del buque está basado turbinas de vapor, por medio de turbinas Kawasaki UA-400, unido a un eje de cola por medio de engranaje reductor, desarrollando una potencia de 28.000 kW a 83 rpm medidos en dicho eje de cola.

El buque lleva dos calderas de tubos de agua Mitsubishi Heavy Engineering modelo MB4E, que pueden funcionar quemando fuel-oil o gas natural (calderas duales de doble combustible) y con una capacidad máxima de 65.000 kg/h de vapor sobrecalentado a 61,8 kg/cm² y 515º C .

Hay dos turbogeneradores Mitsubishi Heavy Industries Ltd modelo AT42CT-B para abastecer el consumo electrico del buque y que desarrollan 3.150kW cada uno.

También existe un motor diesel de cuatro tiempos sobrealimentado Wartsila Vasa 9R32LND que opera como generador eléctrico y desarrolla una potencia de 3.330kW.

Vista de la sala de máquinas, con el generador Diesel Wartsila Vasa 9R32LND en primer plano. Foto IZAR.

TURBINAS
La propulsión principal consiste en un grupo de turbinas KAWASAKI UA-400, compuesta por una turbina de alta presión de 10 etapas, una turbina de baja de 8 etapas combinada con una turbina para marcha atrás, una válvula de maniobra, un condensador principal y una reductora.

• Turbina A.P.: 2 etapas Curtis y 8 etapas de acción tipo Rateau.

• Turbina B.P.: 4 etapas de acción tipo Rateau y 4 etapas de reacción.

• Turbina de marcha atrás: 2 etapas Curtis.

• Potencia: Máxima: 28.000 kW con 39 toberas, y Normal: 25.200 kW con 31 toberas.

Turbina de alta, de baja y reductora. Foto IZAR

CALDERAS
La instalación consiste en dos calderas marinas del tipo “MITSUBISHI MB-4E”, con dos colectores y mecheros duales de gas y fuel localizados en el techo de las mismas.

La potencia máxima de evaporación para cada caldera es de 65.000kg/h y en operación normal 50.000kg/h. El vapor es sobrecalentado a 61,8 kg/cm² y 515°C

La caldera está compuesta por 2 colectores, uno de vapor y uno de agua, conectados por tubos inclinados (Downcommers), por donde fluye el agua del colector de vapor al colector de agua, además de los tubos generadores de vapor que comunican el colector de agua con el de vapor.

Los otros componentes que se incluyen en la parte de agua son: la pantalla de tubos frontales que protegen los elementos del sobrecalentador de las emisiones directas del calor radiante, el techo y los costados de la pared de agua, la parte frontal y trasera de la pared de agua (down-commers), colector inferior, techo y parte inferior de los colectores, techo y parte trasera inferior de los colectores, y  pared frontal y trasera de los tubos ascendentes.
Caldera mixta gas-fuel MITSUBISHI MB-4E. Foto Mitsubish

SISTEMA DE PROPULSION
 La propulsión del buque se consigue por medio de las turbinas de vapor que accionan una sola línea de ejes, con una hélice Navalips de cinco palas de de paso fijo y 8.700mm de diámetro.

Vista del propulsor del Madrid Spirit, idéntico al Catalunya Spirit, en el dique de Puerto Real. Foto IZAR.
Para mejorar el rendimiento de la hélice y reducir las vibraciones, el Catalunya Spirit al igual que sus gemelos, cuenta con el sistema Wake Equalising Duct (WED), desarrollado por el Profesor Herbert Schneekluth de Alemania y comercializado desde 1986.

Un WED es una superficie sustentadora aerodinámica semicircular colocada en el casco de un buque a proa de la hélice, que alcanza desde un punto aproximadamente a nivel con el eje de la hélice hasta un punto en línea con la parte superior de las palas de la hélice. El tamaño, forma y posición están determinados por las características del casco del buque en cuestión. Un parámetro importante es la inclinación del eje del conducto, que se coloca a diferentes ángulos para cada lado del casco y no es simétrico respecto al plano de crujía del buque.

El agua que fluye crea una circulación alrededor de la sección de la superficie sustentadora aerodinámica acelerando el flujo a través de ella y reduciéndolo fuera de ella. El flujo está, por tanto, en las dos terceras partes superiores de las palas de la hélice donde es más efectivo. La circulación del agua también está dirigida dentro del conducto, presionando el flujo al casco. Por consiguiente, se reduce la separación del flujo que se presenta en el cuerpo de popa del casco antes del conducto. El flujo uniforme de agua en la hélice también reduce las vibraciones al disminuir las cargas en las secciones superiores de las palas.


Sistema WED en la popa del Madrid Spirit para mejorar el rendimiento de la hélice y reducir vibraciones. Foto IZAR


FUETES: Revista Ingeniería Naval (enero 2004), IZAR Sestao, Gaz Transport, Mitsubishi Heavy Engineering, KAWASAKI, Fotos de Barcos, El mar que gran tema para hablar, Teekay, Stream.

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