Casos de estudo e monitorização de performance de navios

A monitorização de uma frota ou de um navio é essencialmente um problema de escala. Quem monitoriza um navio, monitoriza uma frota. Para que serve, então monitorizar a performance de uma frota ou de um navio? Ao fazê-lo estamos a determinar quais as características operacionais dos navios, permitindo atuar em tempo útil sobre aqueles que necessitam de atenção.

Como se define o que necessita de atenção? Necessariamente serão aqueles parâmetros operacionais que implicam com os custos operacionais ou com a segurança das pessoas e dos investimentos, isto é, com os navios propriamente ditos. Ao estabelecermos valores máximos para o consumo de HFO, diesel, ou óleo lubrificante, estamos a delimitar os valores acima ou abaixo dos quais não aceitamos como bons para operação continuada do navio.

Assim, e dado o forte impacto que o consumo de HFO tem nos custos de operação, este torna-se um dos fatores chave a considerar para avaliar a performance energética dos navios. As variáveis operacionais, como sejam os consumos específicos, dos vários equipamentos de conversão de energia instalados a bordo, são considerados KPI, ou Key Performance Indicators.

Outros existem como sejam:

Ao fim e ao cabo, os indicadores de desempenho alertam os gestores das frotas para medidas a tomar, sempre que os níveis de aceitação estão prestes a ser ultrapassados.

No entanto, como só podem ser comparadas variáveis comparáveis, a monitorização de performance dos navios, obriga a que aos dados sejam tratados de forma sistemática e sempre igual, de tal forma que sejam eleitos para o estudo da performance somente os dados que satisfaçam de terminadas condições pré estabelecidas; em particular, as condições ambientais como sejam, direção do vento e intensidade relativamente à proa do navio, direção da onda e altura relativamente à proa do navio, direção e intensidade das correntes oceânicas relativamente à proa do navio, rotações por minuto do hélice, velocidade sobre a crosta terrestre, velocidade sobre a água, calado do navio e potência, pressão atmosférica e temperatura do ar na sala de máquinas.

O conjunto de variáveis acima mencionadas estabelecem os denominados filtros, que têm que ser definidos numericamente antes da implementação da análise de dados.

Curva do hélice Potência=F(Vs) dados não filtrados

Curva do hélice Potência = F(Vs) dados filtrados 75% dos dados da figura à esquerda foram desprezados

Dados das rotações do hélice em função da velocidade do navio dados não filtrados

Dados das rotações do hélice em função da velocidade do navio dados filtrados

Neste exemplo, a potência de referência é aquela que é entregue do hélice, para o propulsionar a uma determinada velocidade em águas calmas, com um mesmo calado e com BN<1.

A calibração do Odómetro e respetivo GPS deve ser realizada sempre que se pretenda implementar um sistema de monitorização de performance. A calibração dos instrumentos é da máxima importância.

Só depois de estabelecidos os filtros, podem ser tratados os dados em bruto, refinando-os em diversas etapas e com diferentes objetivos de identificar deficiências nos diferentes sistemas energéticos do navio. A cobertura total de todos os sistemas de conversão de energia, embora possível, torna-se economicamente inviável para lá de um determinado nível, dado o custo dos transdutores, mas também devido ao número de dados a tratar, e principalmente a serem digeridos por que analisa os dados.

Foi com tal objetivo de tratar os dados em bruto de uma forma automática que nasceu o programa BOEM-S “Blue Overall Energy Monitoring System”. O BOEM-S, recebe os dados em bruto, filtra os dados com base nos filtros operacionais definidos, analisa os dados estatisticamente, e representa os KPI de forma gráfica e objetiva, alertando o pessoal envolvido com a análise da performance dos navios, sem que sejam sobre carreados com dados em excesso.

O seguinte gráfico demonstra a timeline de ação desde o momento em que se inicia o processo de implementação de um sistema de monitorização de performance e energia, até à implementação de medidas de racionalização de energia e das devidas ações de melhoramento de performance.

Uma das principais ações ao projetar um bom projeto de gestão de energia é comparar os valores do design com os operacionais. Analisando um navio, os alvos são exemplificados da seguinte forma:

Recolhendo informações e estudando o funcionamento da Máquina Principal, é possível identificar as zonas normais de funcionamento e otimizar a operação para atingir valores ótimos de consumo e de performance, resultando em poupanças muito significativas para o armador e, assim, reduzindo os custos operacionais e aumentando a competitividade.

Controlo de Emissões

Um Sistema de Gestão de Energia compreende um grande aliado no controlo e redução de emissões.

Otimização do Desempenho de um Navio

Velocidades dos navios: otimização da velocidade do navio com base nos custos de combustível, previsões climatéricas, tempo de chegada estimado e taxas de frete são facilmente estimadas no BOEM-S. Verifique os pontos então criados, para ajudar as tripulações a verificar o desenvolvimento da viagem.

Ajuste dinâmico: O ajuste é adaptado dinamicamente pela tripulação em qualquer condição climatérica e draft. Usando a interface interativa do VEEO, a tripulação pode ajustar ângulo ideal por meio da observação do consumo de combustível, velocidade do navio e RPM