lunes, 30 de abril de 2012

MOTORES FUERABORDA

El motor fueraborda es el sistema más frecuente de propulsión para embarcaciones de pequeño tamaño, principalmente destinadas a la náutica recreativa, pero también en pequeñas embarcaciones de pesca artesanal. Las potencias disponibles abarcan un amplio rango; entre 2 CV hasta más de 300 CV, y su rendimiento óptimo se obtiene en embarcaciones ligeras y rápidas, con cascos pensados para el planeo. Su uso en embarcaciones  de desplazamiento, lentas y pesadas, implicaría un funcionamiento ineficiente, alejado de su punto óptimo y, por lo tanto, una gran ineficiencia y consumo de combustible.
Motor Evinrude E-TEC de 225 HP. Foto: Publicidad Evinrude 2011.
Un motor fueraborda consiste en una unidad autónoma que incluye el motor, caja de cambios y hélice, diseñada para ser colocado en la parte exterior del espejo de popa y permite realizar las funciones de propulsión y además proporcionar el control de la dirección, ya que están diseñados para girar sobre su soporte y por lo tanto controlar la dirección del empuje. La quilla también actúa como un timón cuando el motor no está funcionando. En comparación con los motores intraborda, los motores fuera borda tienen las ventajas de que no ocupan un espacio dentro de la embarcación además de que se pueden quitar fácilmente para su almacenamiento o reparaciones.

Actualmente existen los siguientes tipos de motores fueraborda:
1-     Motores Otto de dos tiempos convencionales (con carburador)
2-     Motores Otto de dos tiempos con inyección directa
3-     Motores Otto de cuatro tiempos
4-     Motores Diesel

Hasta hace unos años, los únicos motores disponibles en el mercado eran los de dos tiempos y admisión mediante carburador. Este tipo de motores utiliza para su lubricación aceite mezclado con la gasolina combustible (alrededor del 2%). De los tipos de motores fuera borda que se describen, son los que presentan el mayor consumo de combustible y, además, son los más contaminantes. Actualmente su comercialización está prohibida en Europa debido a que no cumplen las exigencias medioambientales.
Publicidad de motores Mercury de 1968.
Los motores Otto de dos tiempos de Inyección y los de cuatro tiempos inyección, cumplen con los requisitos medioambientales y son los tipos más comercializados en la actualidad, tiene consumos de combustible ligeramente favorables para los de cuatro tiempos, pero los de dos tiempos tiene la ventaja del precio y peso algo inferiores.
Motor Yamaha HPDI de 300 HP. Moderno motor de dos tiempos con inyección directa de alta presión. Foto: Publicidad Yamaha 2010
Famoso motor Honda de cuatro tiempos y 50 HP. Foto: Publicidad Honda
Los motores fuera borda Diesel funcionan con gasóleo, tiene un consumo de combustible inferior para la misma potencia, pero son muy pesados, y presencia en el mercado es muy escasa debido a su coste de adquisición elevado.
Motor diesel Yanmar de 36 HP, tres cilindros y 116 Kg. Foto: Publicidad Yanmar.

HISTORIA DE LOS MOTORES FUERABORDA
La historia del motor fueraborda se remonta al año 1906, con el motor conocido como Waterman Outboard Porto, construido por Cameron Waterman en sociedad con el proyectista Oliver Barthel. El Waterman era un monocilíndrico con un volante encerrado en la base, que más tarde fue rediseñado para colocarle un sistema de refrigeración por agua y un pistón ubicado horizontalmente que movía un eje de hélice vertical.
Motor fueraborda Waterman Porto. Publicidad de 1914
La creación del primer motor fueraborda comercial es a menudo atribuida al inventor estadounidense de origen noruego Ole Evinrude en 1909. Entre 1909 y 1912 miles de motores Evinrude de 3 Hp fueron fabricados y vendidos en todo el mundo. La fabricación de motores fueraborda Evinrude Co. cedido para ser fabricado también por otros fabricantes.
Inventor Ole Evinrude fundador de la marca de motores fueraborda Evinrude.
Rápidamente varias empresas se dedicaron a fabricar este tipo de motor; el éxito en diversas competiciones fue aumentando su popularidad, los hermanos Hult, provenientes de Suecia fueron pioneros en el uso de estos motores en las competiciones de motonautica de los años veinte.

Durante la década de 1920 las marcas principales de  motores fueraborda eran Evinrude, Johnson, ELTO, Atwater Lockwood y docenas de otros fabricantes.
Motor Fueraborda ELTO de 1921.
Muy pocos años después, en 1922, la empresa norteamericana Johnson lanza el primer motor fabricado en aluminio, que superaba en potencia (aproximadamente unos 2 hp más) a los motores de la competencia y con menos peso (no llegaba a 50 kilos).

En 1923, se realiza la primera competición oficial de motores fueraborda en Estados Unidos y la American Power Boat Association integra en su reglamento a los fuera borda. 
Motor de competición de antiguas carreras de motonautica, Quincy 350Z, años 60.
Las competiciones amentaron en poco tiempo la rivalidad entre los fabricantes, Johnson construye el Big Twin, con más potencia que su predecesor, logrando superar los 35 kilómetros por hora; nuevamente Envirude decide no quedarse atrás y lanza su modelo conocido como Elto Speedster. Esta carrera por obtener el mejor motor, con menor peso y mayor potencia comenzó a fines de 1925 y todavía pervive hoy en día.

En 1939 fue fundada la empresa Mercury Marine. La compañía fue creada cuando el ingeniero Carl Kiekhaefer compro una pequeña empresa de motores fueraborda en Cedarburg, Wisconsin.
Carl Kiekhaefer fundador de la marca Mercury Marine.
Tohatsu Corporation de Tokio, Japón, fue fundada en 1922, inicialmente con el propósito de fabricar vagones de ferrocarril. En 1956 dio comienzo de la producción de los primeros fueraborda Tohatsu (1,5 CV). Los Motores fueraborda Tohatsu eran producidos por Tohatsu Corporation. Desde entonces, los motores fueraborda Tohatsu han sido empleados en multitud de aplicaciones, siendo actualmente el segundo mayor productor de motores fueraborda en el mundo.

Históricamente, la mayoría de los motores fueraborda han sido equipados con motores de dos tiempos provistos de carburador, debido a la simplicidad inherente del diseño, fiabilidad, bajos costes de fabricación y peso ligero. Las desventajas incluyen el alto consumo específico y la contaminación que producen, debido al alto volumen de gases frescos sin quemar acompañados de aceite que escapan por sus conductos de escape.
Publicidad del revolucionario Evinrude Lightwin de 3 HP y pso 30 Lbs. Años 50.

Hasta la llegada de la tecnología de inyección, los motores fueraborda de distintas marcas eran técnicamente muy parecidos. Generalmente empleaban el sistema de barrido a lazo tipo Schnurle con admisión por láminas y carburadores.

A partir de la década de 1990 en EE.UU y Europa, la aparición de exigentes normativas sobre emisiones de gases de escape ha conducido a la proliferación de motores fueraborda de cuatro tiempos. Marcas como Mercury Marine, Tohatsu, Nissan Marine, Honda Marine, Suzuki Marine y Yamaha Marine y Oshen-Hyfong de China han desarrollado nuevos motores de cuatro tiempos para se aplicados a motores fueraborda. Los motores más pequeños fueron realizados con carburador, pero para potencias medias y grandes se ha ido generalizando la inyección electrónica de combustible. Algunos modelos como el Honda, Suzuki y Yamaha se han derivado de motores del sector de la automoción, e incorporan tecnología multiválvulas y árbol de levas con control de fase variable. Los Mercury Verado de cuatro tiempos son los únicos que por el momento recurren a la sobrealimentación.

Sin embargo, los motores de dos tiempos también han conseguido cumplir con las normativas antipolución, una vez que han sido equipados con sistemas de inyección directa. Estos motores pertenecen a las marcas Mercury Marine, Tohatsu, Yamaha Marine, Nissan y Evinrude. Cada marca cuenta con su propio sistema de inyección directa controlada por ordenador. Estos sistemas actualmente se denominan Mercury OptiMax, Evinrude E-TEC, TLDI Nissan y los motores Yamaha HPDI.
Publicidad del famoso motor japonés Tohatsu TLDI
Funcionamiento del motor Mercury Optimax, motor de dos tiempos con inyección directa asistida con aire, sistema Orbital. Foto: Mercury.
En algunos motores, el aceite para la lubricación se inyecta en el cárter para conseguir la lubricación de los pistones y cojinetes del cigüeñal. El aceite no utilizado cae de nuevo al fondo del cárter para pasar de nuevo al circuito de lubricación. Con esto se evita la contaminación del mar por el aceite  perdido.

Los motores más avanzados de este tipo consiguen niveles de consumo y emisión de contaminantes tan ventajosos como los de los motores de 4 tiempos. Son compactos y mucho menos ruidosos que los de 2 tiempos tradicionales.

Unos videos interesantes:






POSIBLES MEJORAS:
Para algunas aplicaciones el motor fueraborda es técnicamente el mejor sistema posible, sin embargo su punto débil son sus elevados consumos de combustible y el uso de gasolina que tiene un precio muy elevado, las posibles soluciones serían:

1)      Convertir los motores Otto de gasolina (de dos y cuatro tiempos) para consumir gas (GLP o GNL).
Esquema de sistema Teleflex de conversión a GLP de motor Otto de uso automovilistico. Foto: Teleflex

2)      Desarrollar motores diesel fueraborda más ligeros y baratos de adquisición.
Moderno motor  MEG Vision de 4 cilindros Turbodiesel. Foto MEG.

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Fuentes: Wikipedia, Mercury Marine, Tohatsu, Honda Marine, Suzuki Marine, Yamaha Marine, MEG, Yammar.
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viernes, 27 de abril de 2012

El Buque de Aprovisionamiento en Combate Patiño (A-14) regresa a España tras su participación en la Operación Atalanta

El buque de aprovisionamiento en combate Patiño entró el jueves 26 de Abril en Ferrol, alrededor de las 9:45 de la mañana, siendo escoltado a su entrada por varias goletas de la armada, después de maniobrar con ayuda de un remolcador entró en la Base militar de la Graña donde estaba programada la ceremonia oficial de recepción.
Distintas imágenes de la entrada del Patiño en la Base militar de La Graña, en la Ría de Ferrol, llevaba de escolta varias goletas de la armada española.
El Patiño había zarpado de Ferrol el 21 de noviembre con destino al Océano Índico para asumir el mando de la operación Atalanta, destinada a combatir la piratería en esas aguas. Actualmente ya llevaba más de cinco meses de dura y continuada campaña, aunque había sido relevado en el mando de la operación el pasado 7 de abril por el buque francés de aprovisionamiento en combate Marne. El Patiño fue sustituido por parte española por la fragata Reina Sofía, que zarpó el pasado 22 de marzo desde Rota (Cádiz) para sumarse a la misión junto al patrullero Infanta Elena.
El AOR Patiño cargando combustible en los muelles del Vispón, lugar donde están enterrados los depósitos de combustible para abastecer a los buques de la armada. Fotografía realizada en noviembre de 2007
Esta vez, el Patiño ha completado con bastante éxito la misión, aunque durante la campaña han tenido lugar hechos singulares, como el acontecido en el mes de enero, cuando el buque fue atacado por error por un esquife pirata al confundirlo, por la noche, con un buque civil de carga. La silueta del Patiño es más parecida a un buque civil que a uno de guerra, y de noche la pintura gris no aprecia bien, por lo tanto los piratas trataron de asaltarlo creyendo que se llevaban un buen botín. Pero se llevaron una buena sorpresa cuando se dieron cuenta que era un buque de guerra, desde el Patiño contestaron el fuego enemigo y al poco despegó el helicóptero que rápidamente alcanzó el esquife que trataba de escapar, y en poco tiempo los piratas fueron capturados. La acción se saldó con un pirata herido, que fue arrojado al mar por sus propios compañeros, y seis apresados, que posteriormente fueron puestos a disposición de la autoridades judiciales en España.
El Patño navegando con los dos motores principales a alta velocidad. Si se quiere aumentar la autonomía puede usar solamente un motor principal, con lo que se reduce el consumo de combustible.
Vista desde el interior del buque con las gruas y mangueras para trasvasar combustible y provisiones a otros buques.

Diseño y construcción del buque de aprovisionamiento en combate Patiño
La clase Patiño/Amsterdam es una mejora de la clase "Poolster" y como ésta fue concebida como buque mercante, pero con requerimientos militares, como su armamento o sus sistemas. Los dos buques de esta clase entraron en servicio en sus respectivas Armadas en 1995 con buenos resultados.

El buque de aprovisionamiento en combate Patiño (BAC) fue construido por Bazan en su astillero de Ferrol (actualmente Navantia), cuenta con 165,8m de eslora, 23,7m de manga y 8m de calado. Con su desplazamiento de 17.045t fue el buque más grande de la armada española hasta la construcción del BPE Juan Carlos I.

Estos navíos pueden transportar hasta cinco helicópteros. En el caso español lo habitual es que lleve tres helicópteros Sikorsky SH-3 Sea King para realizar aprovisionamientos verticales y otras operaciones

Cuenta con seis bombas de combustible, con capacidad de descarga de 600 m³ por hora.

Este buque puede proveer suministros para 21 días a la flota que acompaña (compuesta típicamente por un portaaviones, 5 escoltas y unas 20 aeronaves).
Buque de aprovisionamiento en combate trasvasando combustible a dos Fragatas a la vez, y además sosteniendo una alta velocidad que hace que los escoltas no tengan que abandonar su misión, y consecuentemente aportando una gran ventaja operativa a la flota.
La Armada Española viendo las grandes posibilidades de este tipo de buques, adquirió otra unidad similar, pero algo más grande y con doble casco, que es el BAC Cantabria (A-15), construida por Navantia en el astillero de Puero Real, y entrando en servicio en Julio de 2010.

Las características principales del PATIÑO ( A-14), se indican en la tabla siguiente

PATIÑO (A-14)
Tipo de buque:
Tipo BAC (AOR)
Nombres:
Patiño (A-14)
Astillero:
Bazán en Ferrol
Año de construcción:
Asignado 1995
Desplazamiento (DWT):
17.045 t
Eslora:
165,84 m
Manga:
23,7 m
Calado:
8 m
Sensores
• 2 radares Decca 2690
• TACAN: URN-25A
Armamento
2 cañones Oerlikon GAM-B01 20 mm/85
Guerra electrónica
• 6 lanzadores de chaff
• Señuelo para torpedos Nixie
• ESM/ECM: Sistema Aldebarán
Propulsión
• 2 motores diésel Bazán/Burmeister & Wain 16V40/45 de 8680 kW cada uno. Potencia combinada: 17360 Kw.
• 1 hélice de cinco palas de paso variable de ø5,7 m
Velocidad
20 nudos sostenidos
Autonomía
13 440 millas a 20 nudos
Tripulación
136 tripulantes
Tropas
• 24 contingente aéreo
• 20 plazas libres
• 300 infantes
Capacidad
• 6700 t de combustible para barcos entregados en cuatro soportes en el centro del barco (dos a babor y dos a estribor) y uno a popa
• 1660 t de JP-5
180 t de agua dulce
• 100 t de alimentos (entre secos, refrigerados y congelados)
• 25 t de sonoboyas
• 20 t munición
• 9 t repuestos
Aeronaves
3 SH-3 Sea King Equipamiento aeronaves hangar para 5 helicópteros


Las misiones que pueden desempeñar este tipo de buques son muy variadas, siendo las más importantes las siguientes:
  • Apoyo logístico operativo a la Armada
  • Apoyo logístico a una Fuerza Expedicionaria en misiones de Proyección Estratégica, incluyendo el apoyo a la Fuerza de Desembarco
  • Transporte una vez en tierra
  • Apoyo logístico a operaciones no bélicas, entre las que se incluyen la ayuda humanitaria y la protección medioambiental.
AOR Patiño atracado en el Arsenal de Ferrol, lugar donde tiene su base principal, fotografía realizada en agosto de 2008.

El Patiño es uno de los buques más importantes de la armada, tiene velocidad suficiente para para acompañar a las fragatas F-100 cuando operan a su velocidad de crucero, que es entorno a 18 nudos, y que suele ser su velocidad más frecuente debido a que usan solo motores diesel (velocidad económica), si quieren ir más rapido tienen que poner en marcha las turbinas de gas que tiene el inconveniente de consumir mucho combustible. El Patiño puede navegar a 20 nudos sostenidos, por lo cual a esta velocidad podría dejar atrás a las Fragatas F-100 a menos que éstas utilicen las turbinas de gas.

La velocidad del Patiño y su gran capacidad de carga de combustible lo convierten en un buque muy valioso y rentable en las operaciones navales. La capacidad de suministrar combustible a otros buques (nacionales o de otros paises) mientras navegan en operaciones militares a velocidades relativamente elevadas, es un servicio muy bien pagado, ya que la otra alternativa existente para un buque que agota sus reservas de combustible sería abandonar las operaciones en demanda de un puerto para reaprovisionarse.

En el video siguiente se ve al Patiño aprovisionando al portaeronaves Principe de Asturias y al LPD Castilla al mismo tiempo;

El siguiente documental trata sobre el BAC Cantabria;




LINKS:
Patiño (A-14)
Buque de Aprovisionamiento en Combate Patiño (A-14) 
Portaaviones ligero V/STOL HTMS Chakri Naruebet
EL PORTAVIONES PRINCIPE DE ASTURIAS
BAC Cantabria frente a Aegir 18A 
Fragata Almirante Juan de Borbón (F-102) 
Fragata Cristóbal Colón F-105, saliendo a su primera misión internacional, (24 febrero de 2014)
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lunes, 23 de abril de 2012

FPSO Petrojarl Foinaiven

El Petrojarl Foinaven es una unidad FPSO (Floating crude Production Storage and Offloading unit), lo cual significa que es una Unidad Flotante de Producción, Almacenamiento y Descarga de Petróleo. Esta unidad ha sido especialmente diseñada y construida para operar y mantenerse conectada al yacimiento en condiciones ambientales extremadamente duras del Mar del Norte y Atántico Norte, con un criterio de diseño denominado “tormenta de los 100 años”, con altura máxima de olas de 33,5m de, 40m/s de viento y 2m/s de corriente de agua. Asimismo se ha diseñado para una vida operativa tanto para el buque como el equipamiento submarino de 25 años, de los que actualmente en 2012 ya ha agotado 15 años de vida productiva.
FPSO Petrojarl Foinaven descargando al Petrolero Shuttle en aguas del campo Foinaven, Atlántico Norte. Foto: Teekay.
 
El diseño básico del Petrojarl IV (denominación usada en etapa de proyecto) es una conversión del buque ruso Anadyr, un buque heavy Lift Ro-flo destinado al transporte y reparación a flote de submarinos de la armada Soviética, que contaba con una eslora total de 226,20 m y una manga de 30m. El buque había sido construido en 1989 por Wärtsila, en el astillero de Turku, Finlandia.
Anadyr, buque soviético Ro-flo. Foto: Astano.
 
El Anadyr fue vendido y llevado a Ferrol, permaneció bastante tiempo atracado en los muelles del Astillero de Fene Astano, hasta que en 1994 Astano firmó un contrato con la compañía Golar-Nor Offshore para la construcción de una unidad FPSO, que sería el Petrojarl IV (Petrojarl Foinaven).
Anadyr en Astano, a la espera de su transformación en FPSO. Foto: Astano.
 
Para la construcción de este FPSO se aprovechó la proa y la popa del Anadyr, y se fabricó una sección central con doble casco de 142m de eslora y 34 m de manga, que fue fabricada en grada y botada al mar, y posteriormente se unieron las tres partes en dique seco en una complicada operación de cirugía naval. El resultado fue el Petrojarl IV con una eslora total aumentada a 250,20m y una manga también incrementada a 34 m (4m más que el Anadyr), esta diferencia de manga dio lugar a una visible discontinuidad en las líneas de casco en las zonas de unión de la sección central con la proa y popa.
Secuencia de fotografías de la construcción y botadura de la sección central y posterior unión con la proa y popa del Anadyr, realizada en dique seco de Astano. Foto: Astano.

Las características generales del Petrojarl Foinaven se indican en la tabla siguiente;
PETROJARL FOINAVEN
Nombre
PETROJARL FOINAVEN
Ex Anadyr
Tipo:

Floating Production, Storage and Offloading vessel (FPSO)
Astillero:
ASTANO, construcción nº 273
Diseño:
Conversión del buque ANADYR (buque para reparación de submarinos) en la FPSO
Clasificación:
+ 1A1 Oil Production and Storage Ship, HELDK, EO, F-AMC, POSMOOR ATA, DYNPOS AUT, COW, INERT GAS, CRANE
Sociedad de clasificación:
Det Norske Veritas (DNV).
Campo de operación:
BP Foinaven, 190 Km al Oeste de las Islas Shetlands (Golar Nor Offshore).
Propietario/operador:
Golar-Nor Offshore A.S (actualmente Teekay Petrojar)
Operador de campo:
BP (UK)
Fecha de entrega:
25 octubre de 1996
Eslora:
250,2 m (total), 220m (entre Pp)
Manga:
34,0 m
Calado:
12,8 m (13m calado de escantillonado)
Puntal a cubierta superior:
19,10m
Arqueo bruto:
43.279 t
Arqueo neto:
12.984 t
Peso muerto:
43.767 t
Profundidad operativa:
455 m
Turret:
12 m de diámetro, con rotación 360º
Riser:
14 (10 normalmente en uso)
Amarre:
10 anclas
Capacidad de producción:
85.000 barriles/día
Capacidad de almacenamiento:
310.000 barriles
Tanques de sedimentación:
1750 m³
Inyección de agua:
165,000 barriles agua/día
Agua de lastre:
32.000 m³
Capacidad tanques de FO:
3000 m³
Capacidad tanques Agua dulce:
900 m³
Capacidad tanques Agua potable:
45 m³
Planta de potencia eléctrica:
Cuatro diesel generadores (gas-diesel) de 16 cilindros y Cuatro diesel generadores (gas-diesel) de 18 cilindros, potencia total instalada 51.000 kW
Propulsión:
2 hélices accionadas por motores eléctricos con 6000kw cada una, y 2 Motores Thruster 2400kw, 11kV
Acomodación:
75 personas máximo
Tripulación normal:
45 personas

El FPSO Petrojarl Foinaven es un buque con una capacidad para trabajos en aguas de hasta 500 metros de profundidad, con capacidades de planta de proceso de gas y de crudo, y tanque de almacenamiento a la vez. Diseñado y construido para explotación del campo Foinaven del Reino Unido, a 190 kilómetros al este de las Islas Shetlands.
FPSO Petrojarl Foinaven operando en  Foinaven field, Atlántico Norte. Foto: Teekay.
 
La zona de acomodación de la tripulación se conservó del antiguo Anadyr, que tenia toda la habilitación en la sección de proa, añadiéndose además en esta zona una pista para aterrizaje de helicópteros.
FPSO Petrojarl Foinaven en el dique seco de Astano. Foto: Astano.
 
La parte más importante del Petrojarl IV, es la denominada Turret, que es el elemento que hace de rodamiento (swivel), permitiendo al buque girar orientando su proa a la mar como si fuera una veleta, y al mismo tiempo mantener fijo sin moverse ni girar, su conexión con el fondo, por medio del sistema de fondeo (mooring lines) y sistema de mangueras que lo conectan al yacimiento (riser system). La Turret consta de dos secciones, la superior de 26m de diámetro y 5m de profundidad, y la inferior de 12m de diámetro y 17 de profundidad.
Trasporte hasta la grada e izado del Lower Turret en el Petrojarl Foinaven. Foto: Astano.
Montaje por medio de la grua pórtico del conector de la Turret sobre la cubierta Manifold. Foto: Astano.
Montaje de la circumturret. Foto: Astano.
Montaje de la torreta. Foto: Astano.
Torreta con las mangueras flexibles (riser system), conectada a la pieza giratoria. Foto: Astano.

Las instalaciones de producción del buque comprenden dos trenes paralelos de dos etapas para la separación del crudo, gas y el agua producida. El crudo estabilizado es almacenado temporalmente abordo hasta la descarga a petroleros shuttle. El gas producido es utilizado para alimentar los motores que generan electricidad, combustible para las calderas y para el gas lift, y el sobrante es exportado al campo Magnus para obtener una recuperación mejorada. 
Vistas de la cubierta del Petrojarl Foinaven, con los equipos para tratamiento y separación del crudo y gas producido. Foto: Astano.
 
Durante la fabricación en ASTANO de este FPSO no se escatimaron esfuerzos, ni en ingeniería, ni en mano de obra, ni en materiales para obtener un resultado con la máxima calidad. El resultado es un artefacto capaz de operar continuamente sin descanso en una zona con condiciones ambientales extremadamente duras pero generando unos beneficios descomunales.

Video del aterrizaje del helicoptero que trae el relevo de campaña, impresionantes imágenes:


EXPLOTACION OFFSHORE CON FPSO
La secuencia vista de forma general de la integración de una unidad FPSO dentro de la explotación de un campo petrolífero es la siguiente:

Primeramente, se realiza una prospección sísmica del fondo marino que estudian la reflexión y refracción de las ondas de sonido propagadas a través de la Tierra y revelan detalles de la estructura e interrelación de las distintas capas subterráneas, para este cometido se emplean los seismic vessels. Esta prospección se analiza, y en caso de haber indicios de existencia de un yacimiento se suele realizar la llamada “extracción exploratoria” por medio de una unidad de perforación, para lo cual se utilizan los drillship, mediante la cual se verifican in situ las características geológicas del fondo, tipo de roca, lodos y fangos para establecer la mejor estrategia de perforación, y se analizan las cantidades y calidades de petróleo almacenado en el lugar del potencial campo petrolífero. Más tarde es cuando se decide llevar a cabo la perforación definitiva del pozo petrolífero por medio nuevamente de los drillship que son artefactos con posicionamiento dinámico para evitar moverse de la posición de perforación, en caso de muy mal tiempo se interrumpe la perforación y se retoma cuando se calma el mar. Posteriormente la siguiente etapa es la instalación de valvulería y maquinaria hidráulica submarina. Por último se instala y conecta la unidad FPSO o cualquiera de las alternativas existentes para la producción petrolífera submarina, para estos cometidos se utiliza siempre el ROV (antes lo hacían los buzos), que son minsubmarinos no tripulados operados desde la plataforma.
Unidad de perforación drillship Discoverer Enterprise construido en Astano para Transocean. Foto: Astano.
El funcionamiento usual de un FPSO corresponde a un artefacto flotante con forma de buque, que incorpora un gran elemento de rotación en algún lugar entre la sección maestra y la proa en torno al cual puede girar y así capear el temporal, y evitando fuerzas y momentos imposibles de soportar por las estructuras oceánicas habituales. Está conectado con el pozo mediante unas tuberías flexibles llamadas “risers” en la jerga técnica. Estos risers permiten una serie de movimientos en torno a una posición con mínimos esfuerzos, movimientos que han de estar limitados por el sistema de fondeo, habitualmente una disposición radial de líneas de combinaciones de cadena y cable de acero fijas al fondo mediante grandes anclas o pilotes.
Esquema de operación de una unidad FPSO. Foto: Wikipedia.

Los risers llevan al fondo los productos necesarios para aumentar la producción, como son la inyección de agua (eleva la presión en el yacimiento y en consecuencia se aumenta la produción), inyección de vapor (se usa con petróleos muy viscosos que es necesario calentar para que fluyan mejor), y obviamente llevan hasta la unidad FPSO el petróleo y el gas obtenidos. Allí se separan el agua, la sal, la arena y cualquier otra cosa con que esté mezclado el crudo y éste se almacena en los tanques de almacenamiento.

Cuando los tanques están llenos, es el momento en que un petrolero lanzadera (shuttle tanker) se aproxima a la plataforma, generalmente por la popa de ésta, y se procede a la descarga de crudo al petrolero. Este petrolero es la principal forma de descarga del FPSO, puesto que la solución alternativa pasa por tender un oleoducto submarino, solución más costosa y utilizada en otras soluciones fijas o flotantes de producción sin almacenamiento (Jackets, Jackups, Semisumergibles...). La producción sigue, llenando otra vez los tanques hasta que vuelve a descargar al shuttle. La producción no debe detenerse nunca, de hecho si se diera el caso de interrupción en la producción ésta sería altamente costosa e indeseable.

En principio, la unidad FPSO permanecerá bajo este régimen de operación durante la vida del depósito petrolífero. Si este período es menor que la vida útil del FPSO, entonces se podría trasladar la unidad a otro campo para su explotación, considerando que habitualmente cada lugar y cada campo determinan unas condiciones para las que cada FPSO debe estar diseñado.

A continiación se puede ver un interesante video de como es la secuencia de operaciónes en el  FPSO Petrojarl Foinaven:



VENTAJAS DE UNA INSTALACION FPSO:
• En la actualidad, la solución FPSO con forma de buque presenta un riesgo tecnológico menor que, por ejemplo, soluciones TLP (plataformas de fondeo por tensión) en hormigón o FPDSO (que incluye la perforación).

• Asimismo, las plataformas construidas en hormigón suelen presentar tiempos mayores de construcción e instalación y un coste mayor.

• Frente a otras soluciones, la forma de buque junto con la torreta, la cual constituye un gran rodamiento en torno al cual el casco entero puede pivotar, es óptima para minimizar las fuerzas debidas al oleaje.

• Es actualmente la única solución flotante que permite el almacenamiento de la carga. Las demás precisan una unidad FSU de almacenamiento en sus alrededores.

• Por su carácter flotante y móvil permite la explotación de campos marginales.


Video de las pruebas de mar del FPSO Petrojarl Foinaven:
 




FUENTES: ASTANO, Teekay, BP, Wikipedia (FPSO), Faro de Vigo, ABC, El Portico de Astano
 
 
ENLACES RECOMENDADOS:
 

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