Ubicaciones de aplicación de los caudalímetros para embarcaciones marinas

En la operación de embarcaciones marinas, los caudalímetros son dispositivos clave de monitoreo para garantizar el funcionamiento estable del sistema, el cumplimiento de las emisiones y el control de costos. Sus aplicaciones abarcan sistemas esenciales como energía, propulsión, lastre y protección contra incendios. Las diferentes condiciones operativas de estos sistemas imponen requisitos específicos sobre la selección del tipo de caudalímetro y sus ubicaciones de instalación. Este artículo revisa sistemáticamente las ubicaciones de aplicación de los caudalímetros en diversas áreas esenciales de una embarcación, explicando su valor en conjunto con las normas del sector y las condiciones operativas reales, proporcionando una referencia para la operación, mantenimiento y selección de equipos.

1. Sistema principal de potencia: Área esencial para el monitoreo de caudal en el circuito de la unidad principal.

Como el "corazón de potencia" de un barco, el motor principal depende de un monitoreo preciso del flujo para la alimentación de combustible, protección por lubricación y control de temperatura, a fin de prevenir fallas como pérdida de potencia y desgaste de componentes causadas por un suministro anormal de medios. A continuación se indican las ubicaciones principales de aplicación de los medidores de flujo en los circuitos relacionados con el motor principal:

1.1 Circuito de suministro de combustible del motor principal : Los puntos clave de instalación incluyen la tubería principal desde la salida del tanque de combustible hasta la bomba de combustible principal del motor, la entrada y salida del filtro de combustible, y la entrada de la bomba de inyección de combustible. Aquí debe seleccionarse un medidor de flujo de combustible que cumpla con los "Requisitos Técnicos para el Sistema de Medición de Flujo Másico Coriolis Marino". Su función principal es monitorear en tiempo real el caudal de suministro de combustible, garantizando una distribución uniforme del combustible a cada cilindro, y proporcionando datos precisos para las estadísticas de consumo de combustible y los cálculos de eficiencia energética. Este monitoreo evita eficazmente la reducción de potencia del motor principal debido a un suministro insuficiente de combustible, o el desperdicio de combustible y emisiones excesivas causadas por un suministro excesivo.

1.2 Circuito de Circulación de Aceite Lubricante del Motor Principal : Esto incluye la salida de la bomba de aceite lubricante, la entrada y salida del enfriador de aceite lubricante, la entrada y salida del filtro de aceite lubricante, y las tuberías ramificadas en cada punto de lubricación del motor principal. El caudalímetro de aceite lubricante se utiliza para monitorear el caudal del aceite lubricante circulante, asegurando que componentes móviles clave como el cigüeñal, las bielas y los cilindros del motor principal estén adecuadamente lubricados, evitando daños por fricción en seco debido a un flujo insuficiente de aceite lubricante. Además, los cambios en el caudal pueden ayudar a predecir problemas como obstrucciones en las líneas de aceite lubricante o fallas en la bomba de aceite.

1.3 Circuito de agua de refrigeración del motor principal : Dividido en circuito de refrigeración por agua dulce y circuito de refrigeración por agua de mar. En el circuito de refrigeración por agua dulce, se instalan medidores electromagnéticos de flujo en la salida de la bomba de agua dulce, en la entrada y salida del circuito de refrigeración del revestimiento del cilindro del motor principal y en la entrada y salida del circuito de refrigeración del intercooler. En el circuito de refrigeración por agua de mar, se instalan en la salida de la bomba de agua de mar, en la entrada y salida del lado de agua de mar del enfriador de agua dulce y en la entrada y salida del lado de agua de mar del enfriador de aceite lubricante. Su función es monitorear la velocidad y el caudal del agua de refrigeración, garantizar que la temperatura de cada componente del motor principal se mantenga dentro de un rango razonable, evitar el sobrecalentamiento del motor principal debido a un caudal de refrigeración insuficiente y detectar oportunamente fallos como fugas en las tuberías de refrigeración y obstrucciones en los intercambiadores de calor.

2. Sistema de Propulsión: Monitoreo de lubricación y refrigeración para garantizar la salida de empuje.

El sistema de propulsión determina directamente la velocidad y el empuje de un barco, y la lubricación y refrigeración de sus componentes principales (eje de hélice, sistema de propulsión por chorro de agua) afectan directamente a la estabilidad operativa. La aplicación de los caudalímetros en este sistema se centra en el control del flujo de los medios de lubricación y refrigeración, específicamente en los siguientes lugares:

2.1 Circuito de lubricación y refrigeración del eje de hélice : En el sistema de lubricación del tubo de cola del eje de hélice, se instala un caudalímetro de aceite para supervisar el flujo de circulación del aceite lubricante, asegurando una lubricación suficiente entre el eje trasero y el cojinete, y evitando el desgaste o agarrotamiento del eje; si se utiliza un tubo de cola refrigerado por agua, también deben instalarse caudalímetros en las entradas y salidas de agua de refrigeración para garantizar el efecto de enfriamiento.

2.2 Circuito del sistema de propulsión por chorro de agua: Para embarcaciones con propulsión por chorro de agua, se instalan medidores de flujo en la entrada de la bomba de propulsión por chorro, en la salida de la tobera o en el circuito de agua de refrigeración para monitorear el caudal de entrada, el caudal del chorro y la velocidad del agua de refrigeración, asegurando una salida de empuje estable del sistema de propulsión y evitando la cavitación de la bomba de propulsión o el sobrecalentamiento de componentes debido a un flujo anómalo.

3. Sistema de potencia auxiliar: Garantiza el funcionamiento estable de la unidad auxiliar (generador).

El motor auxiliar (generador diésel) es el núcleo del suministro eléctrico del barco, y su estabilidad operativa afecta directamente el funcionamiento normal de todos los equipos eléctricos del buque. De forma similar al motor principal, el monitoreo del flujo en el motor auxiliar se centra en el suministro de combustible, la circulación del aceite lubricante y los circuitos de refrigeración. Las ubicaciones y funciones clave son las siguientes:

3.1 Circuito de suministro de combustible del motor auxiliar : La tubería desde el tanque de combustible hasta la bomba de combustible del motor auxiliar, así como la entrada y salida del filtro de combustible, están equipadas con medidores de flujo de combustible para monitorear el consumo y el flujo de suministro del motor auxiliar, garantizar una salida de potencia estable del motor auxiliar y proporcionar datos para las estadísticas de consumo energético total del barco.

3.2 Circuito de lubricación de aceite del motor auxiliar : Se instalan medidores de flujo de aceite lubricante en la salida de la bomba de aceite lubricante, y en la entrada y salida del enfriador y filtro de aceite lubricante, para garantizar una lubricación suficiente de todas las partes móviles del motor auxiliar y predecir fallas en el sistema de aceite lubricante.

3.3 Circuito de refrigeración del motor auxiliar : En el circuito de refrigeración por agua dulce, se instalan medidores de flujo en la salida de la bomba de agua dulce, interenfriador, entrada y salida del agua de refrigeración del cilindro, circuito de refrigeración por agua de mar, salida de la bomba de agua de mar y lados de entrada y salida del intercambiador de calor por agua de mar, para monitorear el flujo de refrigeración y evitar el sobrecalentamiento del motor auxiliar.

4. Sistema de Agua de Lastre: Control de Flujo para Descarga Conforme y Estabilidad en la Navegación

Los sistemas de agua de lastre garantizan la seguridad en la navegación al regular el calado y la flotabilidad de un buque, desempeñando un papel crucial, especialmente en condiciones de carga nula y media carga. De acuerdo con los requisitos de cumplimiento del Convenio sobre el Manejo del Agua de Lastre de la Organización Marítima Internacional (OMI), los caudalímetros se instalan principalmente en los siguientes lugares:

4.1 Tuberías de entrada y salida de las bombas de lastre : Monitorean el flujo de inyección y descarga del agua de lastre, controlan con precisión la cantidad de agua inyectada o descargada en cada tanque de lastre, evitan inclinaciones del buque e inestabilidad insuficiente debidas a ajustes inadecuados del agua de lastre, y además, los datos de caudal pueden utilizarse para evaluar el estado de funcionamiento de la bomba de lastre y detectar posibles obstrucciones o fugas en la tubería.

4.2 Tuberías del Sistema de Tratamiento del Agua de Lastre : De acuerdo con los requisitos del Convenio sobre el manejo de las aguas de lastre de la Organización Marítima Internacional (IMO), los buques deben estar equipados con un sistema de tratamiento de aguas de lastre. Se deben instalar medidores de flujo en la entrada, salida y descarga del sistema de tratamiento para monitorear el caudal de agua durante el proceso de tratamiento, asegurar que el sistema funcione según los parámetros de diseño, garantizar que la descarga de agua de lastre cumpla con las normas y evitar la contaminación del medio marino.

5. Sistema de protección contra incendios: Monitoreo y garantía del suministro de medios durante situaciones de emergencia.

Los sistemas de supresión de incendios en barcos se dividen en varios subsistemas, incluyendo la supresión con agua y la supresión con espuma. En situaciones de emergencia por incendio, la suficiencia del suministro del agente extintor determina directamente el efecto de extinción. El papel principal del caudalímetro en este sistema es monitorear la velocidad de flujo del medio, asegurando que se cumplan las necesidades de supresión de incendios en diferentes áreas. Las ubicaciones específicas de aplicación incluyen:

5.1 Tubería principal de salida de la bomba contra incendios y tuberías ramificadas : Instalar caudalímetros de agua contra incendios para monitorear el caudal de salida del agua y garantizar que se satisfagan las necesidades de extinción en distintas áreas (como sala de máquinas, bodega de carga, cubierta, etc.). Al mismo tiempo, los cambios en el caudal pueden utilizarse para determinar si la tubería contra incendios está despejada y si la bomba contra incendios funciona correctamente.

5.2 Tuberías del sistema de extinción con espuma: Instalar medidores de flujo en la salida del tanque de almacenamiento de líquido espumante y en la entrada y salida del mezclador de espuma para monitorear el caudal de suministro del líquido espumante y la proporción de mezcla de la espuma, garantizando así la eficacia de la extinción con espuma y evitando fallos por caudal insuficiente de líquido espumante o proporción inadecuada de mezcla.

6. Sistemas domésticos y de agua potable: gestión de recursos y monitoreo de emisiones ambientales

El sistema doméstico y de agua potable está directamente relacionado con las condiciones de vida de los tripulantes y el cumplimiento ambiental marino. Los medidores de flujo de turbina se utilizan principalmente para el monitoreo del caudal en la producción de agua dulce, el suministro de agua potable y la descarga de aguas residuales, logrando así una gestión racional de los recursos y una descarga conforme a normativas. Ubicación específica:

6.1 Tuberías de entrada y salida del osmosis inversa: Los medidores de flujo de turbina se instalan en la entrada de agua de mar y en la salida de agua dulce del osmosis de a bordo (equipo de desalinización de agua de mar) para monitorear el volumen de tratamiento de agua de mar y la producción de agua dulce, evaluar la eficiencia del funcionamiento del equipo y garantizar que la producción de agua dulce satisfaga las necesidades de agua potable de la tripulación.

6.2 Salida del tanque de almacenamiento de agua potable y tubería de suministro : Instalar medidores de flujo de agua potable para monitorear el caudal de suministro y el consumo de agua, facilitar la gestión de los recursos hídricos, evitar desperdicios y detectar oportunamente fugas en la tubería de suministro.

6.3 Tuberías del sistema de tratamiento de aguas residuales domésticas : Los medidores de flujo electromagnéticos se instalan en la salida del tanque de recolección de aguas residuales domésticas, en la entrada y salida del dispositivo de tratamiento de aguas residuales y en el punto de descarga, para monitorear el caudal tratado y el caudal de descarga, asegurando que el sistema de tratamiento de aguas residuales funcione conforme a las especificaciones y que las aguas residuales descargadas cumplan con las normas de protección ambiental marina.

7. Otros sistemas auxiliares: Monitoreo de adaptación al tráfico con funciones específicas

Además de los sistemas principales, es necesario equipar sistemas auxiliares como aire acondicionado, vapor y gas inerte de la nave con medidores de flujo según los requisitos funcionales, para garantizar la implementación estable de funciones específicas. Las aplicaciones específicas son las siguientes:

7.1 Sistema de aire acondicionado y ventilación: Instalar medidores de flujo en las salidas de las bombas del circuito de agua de refrigeración del sistema de aire acondicionado y del circuito de agua fría, y en la entrada y salida del intercambiador de calor para supervisar el caudal de agua de refrigeración/agua fría y el flujo, garantizar el efecto de refrigeración/calefacción del sistema de aire acondicionado, y evitar la reducción de eficiencia del intercambiador de calor o daños en el equipo causados por un flujo anormal.

7.2 Sistema de vapor (buques de carga/cruceros, etc.): Para buques equipados con calderas de vapor, se instalan medidores de flujo en las tuberías de alimentación de agua a la caldera y en las tuberías de salida de vapor para controlar el aporte de agua de alimentación y la producción de vapor, asegurar un nivel de agua estable en la caldera y un suministro suficiente de vapor, y proporcionar datos para el cálculo de la eficiencia de la caldera.

7.3 Sistema de gas inerte (para petroleros) : El sistema de gas inerte de un petrolero se utiliza para llenar los tanques de carga con gas inerte y prevenir la explosión de gases inflamables en los tanques. Los caudalímetros están instalados en la salida del generador de gas inerte y en la tubería de suministro de gas inerte para supervisar el flujo de suministro de gas inerte y garantizar que la concentración de gas inerte en los tanques cumpla con las normas de seguridad.

Resuma

los medidores de flujo en embarcaciones marinas se centran en "estabilidad de potencia, seguridad en la navegación, cumplimiento medioambiental y operación y mantenimiento eficientes", abarcando tuberías críticas en toda la cadena de suministro, desde equipos de potencia principales hasta sistemas auxiliares de vida. Combinando normas del sector con condiciones reales de funcionamiento, la selección de medidores de flujo para diferentes ubicaciones requiere una consideración cuidadosa de las características del medio (aceite combustible, aceite lubricante, agua de mar, etc.), condiciones de presión y temperatura, requisitos de precisión y el entorno de instalación. Por ejemplo, los medidores de flujo másicos Coriolis o los medidores de flujo por turbina son preferidos para la medición de aceite combustible; los medidores de flujo electromagnéticos son adecuados para medios conductores que contienen impurezas o agua de mar; y los medidores de flujo ultrasónicos pueden utilizarse en tuberías de gran diámetro. La ubicación adecuada de instalación y la selección del medidor de flujo son cruciales para garantizar la operación segura y eficiente del buque durante todo su ciclo de vida.