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Nov 23, 2023

Juego de poder de Wabtec

Gregory R. Trauthwein ha cubierto el mercado marítimo mundial durante más de 25...

Gregory R. Trauthwein ha cubierto el mercado marítimo mundial durante más de 25...

30 de agosto de 2022

Con los armadores presionados para actualizar la maquinaria para cumplir con los nuevos y estrictos objetivos de emisiones, hay mucha confusión con la charla en torno a la 'descarbonización' y los 'combustibles futuros', soluciones que no existen hoy, y pueden no existir en masa para la próxima generación, saturando la conversación. Ingrese a Wabtec, anteriormente GE Transportation, que hoy ofrece un motor compatible con Tier 4 sin necesidad de urea. ¿Es la solución de propulsión más económica del mercado? No. Pero el fabricante de motores con sede en Pensilvania presenta un caso convincente para su motor diésel 250MDC basado en el rendimiento, la eficiencia del combustible y los costos del ciclo de vida..

Ofrecer una solución de energía probada en todas las industrias y que cumple con las normas ambientales más estrictas con la ventaja de lograr esto sin el costo adicional y las molestias de un sistema de tratamiento de urea aparentemente facilitaría el trabajo de Patrick Webb. Pero aparentemente ese no es el caso.

"Hay confusión en torno a los requisitos de emisiones Tier 4 de la EPA y la descarbonización", dijo Webb, un veterano de la industria marítima que se desempeña como director de ventas sénior global de Wabtec, Marine, Stationary and Drill Group. "Donde la EPA se enfoca en reducir los contaminantes que causan problemas de salud graves, los medios parecen estar enfocados en reducir el carbono. Además, hay muy poca disponibilidad real de diferentes (fuentes de combustible) renovables en los EE. UU. y en todo el mundo".

Webb y su equipo en Wabtec, con sede en Pensilvania, están ansiosos por compartir la historia del motor de velocidad media de la compañía que cumple con la norma EPA Tier 4, que hoy tiene más de 100 motores instalados en embarcaciones, lo que representa un total de más de 1 000 000 de horas acumuladas de funcionamiento. "Wabtec tiene una solución asombrosa y comprobada que permite que los buques operen con el nivel de emisión extremo EPA Tier 4, sin necesidad de urea, pero muchos clientes aún luchan para tratar de encontrar formas de evitar este estándar de emisión", citando ejemplos recientes en los que Los operadores (comerciales y gubernamentales) eligen instalar una mayor cantidad de motores de menor potencia para eludir efectivamente los estándares de emisiones Tier 4. "Se habla mucho sobre emisiones más limpias, pero detrás de escena, también ha habido esfuerzos para evitar emisiones más limpias y el costo percibido y las molestias de este próximo nivel de control de emisiones".

A pesar de los desafíos, Wabtec ha disfrutado de un éxito moderado en los últimos años. "Wabtec Marine Diesel ha pasado de una participación de mercado cercana al 0% en los EE. UU. antes de que salieran las reglas Tier 4 de la EPA", dijo Webb. "Seis años después, Wabtec Tier 4 Marine Diesel ha captado casi el 50 % de estas ventas de motores nuevos en la banda de potencia de 1,7 MW a 4,5 MW. Este éxito está asociado en gran parte al hecho de que Wabtec Marine Diesel es el único motor de su gama. tipo que puede alcanzar los estándares de emisión más estrictos sin necesidad de urea". 8L250MDC. Imagen cortesía de Wabtec

El motor Los motores diésel L250/V250MDC de Wabtec cumplen con las normas de emisiones Tier 4 de la EPA de EE. UU. y Tier III de la IMO con circulación avanzada de gases de escape (EGR) y sin necesidad de usar urea. La omisión de urea es una designación particularmente importante. "La ventaja de Wabtec con su motor Tier 4 comienza con el hecho de que no se necesita urea, lo que significa que no tiene que asignar el espacio para el equipo adicional necesario para los tanques y el almacenamiento de urea; y también, por el costo de propiedad", dijo Matthew Hart, líder de plataforma, sistemas de energía marinos y estacionarios, Wabtec. "El producto Tier 4 250MDC se basa en EGR, con una mayor robustez diseñada en el conjunto de potencia, turbocompresor de dos etapas e inyección de combustible de alta presión. También se trata de la eficiencia del combustible y su impacto en el costo total de propiedad". Mientras que el equipo de Wabtec se apresura a admitir que el 250MDC no es el motor más barato del mercado, según Hart. Cuando todo se toma en consideración, hay un período de recuperación de aproximadamente 18 a 24 meses.

Además del hardware, Wabtec ha integrado en el motor un conjunto de sensores que es común para sus clientes ferroviarios y ahora está comenzando a abrirse camino en la industria marítima. "Estos son motores digitales", dijo Hart. “Eso viene con una mayor capacidad para diagnósticos a bordo en el motor Tier 4, hay diagnósticos mejorados debido a todos los sensores que están relacionados con el control de emisiones Tier 4.

Según Hart, la industria ferroviaria está más avanzada en la recopilación y el uso de datos, con módems en las locomotoras que transmiten datos continuamente. "Tenemos un centro de optimización de rendimiento global que recopila esos datos y envía acciones recomendadas. Es una estructura de servicio un poco diferente en el espacio de locomotoras, pero estamos viendo cómo podemos expandir eso en el lado marítimo".

Señaló que la conexión de datos en el lado marítimo es la parte difícil. "Los barcos operan en todas partes, y muchas veces sin conectividad, por lo que hay un paso más manual para hacer que los datos sean accesibles y luego procesarlos".

En última instancia, él y el equipo de Wabtec esperan ayudar a la industria marítima en la transición del monitoreo basado en el calendario al basado en la condición, "por lo que no es solo el diagnóstico de cuándo falla algo, sino que avanzamos hacia el mantenimiento predictivo, diciendo 'Oye, deberías cambia esta parte, cambia este filtro porque estamos viendo esta tendencia en el motor".

Si bien algunas empresas pueden dudar en compartir datos, Peter Twichell, Director, Project Management, Marine Customer Support, dijo que una mayor participación y análisis de datos puede ayudar a los propietarios a aumentar su tiempo de actividad. "El tiempo de actividad es fundamental en la industria marítima y, según nuestra experiencia, han sido un gran apoyo", dijo Twichell. "Realmente no tenemos mucho rechazo por parte del cliente cuando solicitamos archivos de registro si lo explicamos con respecto a la resolución de problemas o la gestión predictiva, especialmente si podemos identificar y solucionar un problema más rápido".

"Mientras los motores que operamos sean modernos y estén bien mantenidos y nuestras formas de casco sean justas, no hay un medio de transporte más eficiente..." – Christian Reinauer, Reinauer Transportation. Imagen cortesía de Transportes Reinauer

Poner a prueba (Reinauer) Christian Reinauer, Reinauer Transportation, quizás mejor que nadie, puede brindar información sobre el valor a largo plazo de la solución Wabtec Tier 4. Reinauer opera una flota de ATB y remolcadores desde Nueva York, con un total de 24 barcazas y 23 remolcadores. De esa flota, Reinauer tiene cuatro remolcadores construidos por Senesco Marine de tres clases que utilizan los motores de la serie Wabtec 250: Bert Reinauer con 2x 12V250; y la Josephine, Kristy Ann y Janice Ann Reinauer, todas con 2x 6L250.

Al discutir la razón detrás de la selección de Wabtec, Reinauer dijo: "Habíamos construido una flota de embarcaciones utilizando la serie MTU 16V4000, y con el requisito de Nivel 4, MTU no tenía una solución aprobada para ofrecer".

Así que Reinauer comenzó a buscar la gama completa de ofertas de motores de todos los fabricantes, se decidió por el diseño de Wabtec con la omisión de la urea como principal punto de venta. "Sentimos que el diseño de EGR era una buena opción ya que había existido por un tiempo", dijo Reinauer. "Las soluciones DEF requerían un diseño considerable del sistema de escape, para el cual realmente no teníamos espacio, así como aproximadamente el 8 % de la capacidad de los recipientes dedicados al almacenamiento de DEF. El líquido DEF es algo cáustico para los metales, por lo que los tanques tendrían que estar especialmente revestido para manejarlo, lo que en el futuro sería un dolor de cabeza de mantenimiento".

Reinauer también dijo que se debe realizar el mantenimiento de los catalizadores, "lo que nuevamente hizo que el diseño para facilitar el mantenimiento fuera un dolor de cabeza y un costo adicional de revisión. Los motores (Wabtec) eran más caros al principio y más difíciles de instalar, pero al final del día tenemos una mejor economía y comodidad de la tripulación para la vida del buque".

Incluso en las mejores condiciones, hay curvas de aprendizaje y contratiempos técnicos al integrar nueva maquinaria en una flota, y Reinauer no estuvo exento. "Solo hemos tenido algunos problemas de alguna consecuencia real: algunos enfriadores y válvulas EGR que (nuestros) ingenieros pueden cambiar ellos mismos; una bomba de agua y una bomba de agua de mar; algunas fuentes de alimentación y sensores del motor. De lo contrario, según Reinauer, las piezas se han instalado en base al mantenimiento programado.

Reinauer Transportation es conocido en los círculos marítimos como un jugador a largo plazo que opera tonelaje de calidad con una inclinación por atraer y retener el talento técnico que necesita. "El soporte, al principio, fue un poco difícil de entender, pero con el soporte de la mayoría de los OEM, descubrimos que somos nuestra mejor primera opción", dijo Reinauer. "Entrenamos a nuestros ingenieros, les proporcionamos todas las piezas de repuesto necesarias y solo llamamos a sus técnicos para obtener asistencia adicional".

"Algunos propietarios hacen funcionar el motor y trabajan a través de nuestros socios de canal para el mantenimiento y las reparaciones periódicas, centrando su atención en otros aspectos de la gestión de su negocio", dijo Twichell. “Luego tienes clientes como Reinauer que son independientes. Si uno de sus motores necesita una modificación de campo, Chris Reinauer dirá: 'Solo envíenos la pieza y las instrucciones, lo instalaremos. Sabemos lo que estamos haciendo'. "

Como cualquier persona que maneje barcos puede atestiguar, mantener la maquinaria en funcionamiento es una parte de la ecuación, mantener la maquinaria en funcionamiento y al mismo tiempo mantener la rentabilidad es otra cuestión, particularmente porque los precios del combustible se han disparado en los últimos meses. "Vemos un consumo de combustible muy bueno y un consumo de aceite extremadamente bajo, que es una de las formas en que pueden llegar a las emisiones Tier IV sin postratamiento", dijo Reinauer. "La capacidad de servicio es muy buena, no tan simple como un EMD, pero tienen sus ventajas en otras áreas con respecto al Tier 4".

Interior de la fábrica de Wabtec. Imagen cortesía de Wabtec

Futuros combustibles y emisiones Reinauer Transportation, al igual que muchos propietarios, se enfrenta a decisiones difíciles con respecto a las decisiones tomadas hoy que afectarán sus costos y operaciones en el futuro. A Chris Reinauer le gusta mantenerlo simple: "Mientras los motores que operamos sean modernos y estén bien mantenidos y nuestras formas de casco sean justas, no hay un medio de transporte más eficiente. Algunas personas piensan que las emisiones cero están a la vuelta de la esquina, pero desafortunadamente, eso es todo lo que escuchas de ciertos círculos políticos. Estoy de acuerdo en que debemos avanzar, pero las baterías no son la respuesta, especialmente cuando se considera la energía utilizada para producirlas. Se deben usar embarcaciones híbridas donde los tránsitos son más cortos y las emisiones locales tienden a Los transbordadores son una aplicación maravillosa para esto, así como los remolcadores de atraque de barcos, embarcaciones que no tiran ni empujan las 24 horas del día ", dijo Reinauer. "Nosotros, por otro lado, no tenemos ese lujo y necesitamos la cantidad más concentrada de energía para funcionar a plena potencia durante hasta una semana en algunos casos. El GNC está avanzando, pero la infraestructura para que lo usemos es una década o más". lejos", citando la menor densidad de energía y la necesidad de tanques de combustible más grandes como principales inconvenientes. "Buscamos continuamente el desarrollo de combustibles alternativos y lo más probable es que en los próximos 10 años comencemos a implementarlos en algún lugar de nuestra flota".

Wabtec opera un par de plantas de fabricación en Pensilvania: una en Grove City, su planta principal de 440 000 pies cuadrados. una planta de fabricación y una planta hermana a una hora de distancia en Erie, una instalación dedicada principalmente a la refabricación de motores de locomotoras. "Aparte de las piezas fundidas y forjadas, que se obtienen, es una planta completa de fabricación, ensamblaje y prueba final del motor", dijo Twichell. Con un total acumulado de 650 empleados de fabricación divididos entre las dos plantas, Wabtec suele fabricar unos 1500 motores al año, principalmente para locomotoras y marinos.

Además de diseñar un producto sólido para comenzar, Wabtec se da cuenta completamente del poder de una red de socios distribuidores calificados, o "Socios de canal", como los llama Wabtec, según Tamara Gromacki, VP, Marine, Stationary Power and Drill Business. Wabtec monitorea de cerca el desempeño de sus socios de canal y "si vemos que pueden estar teniendo problemas en alguna área de servicio, Pete Twichell y su equipo entrarán e intentarán ayudarlos a mejorar sus habilidades". Convertirse y permanecer en un socio de canal de Wabtec no es a perpetuidad, ya que los contratos generalmente duran uno o dos años, y el proceso de renovación analiza sus habilidades acumuladas y el personal para garantizar que la organización mantenga la capacidad de servir al cliente final, permaneciendo "el ideal para Wabtec".

Si bien la instalación de fabricación principal ha existido desde 1971, es prácticamente una planta nueva y moderna cortesía de una transformación de 2017 a través del programa "Fábrica brillante" de General Electric, con maquinaria mejorada, que incluye mecanizado NC, grabado láser, soldadura láser, celda robótica y completo. pruebas de emisiones también, además de nueva iluminación y pintura.

Con sus bancos de pruebas internos, Wabtec puede experimentar con una gama completa de tecnologías y combustibles para garantizar que sus motores no solo estén listos para enfrentar los desafíos actuales, sino también para preparar el motor de manera efectiva para los cambios futuros. La conversación sobre el combustible del futuro está muy extendida en todo Wabtec y, según Hart, se divide en dos grupos: uno sería biocombustibles, biodiésel y diésel renovable; el segundo serían los combustibles más bajos y sin carbono: hidrógeno, metanol y amoníaco. Dijo que el diesel renovable es el "drop in" más inmediato.

"Escuchará de muchos proveedores de combustibles renovables que esto tendrá el impacto más inmediato, sin embargo, es bastante costoso y debe ser subsidiado para ser una solución rentable. Pero, para un proveedor de lujo o alguien que realmente está haciendo una mella en sus emisiones de carbono, es una opción fantástica", dijo Hart. “Por lo tanto, buscamos operar con diésel 100 % renovable y las interacciones más importantes se dan en el sistema de combustible, los elastómeros y la filtración, asegurándonos de que todo funcione de manera confiable. Definitivamente hay impactos de mantenimiento para algunos de los biodiésel , y estamos considerando realizar pruebas de durabilidad y pruebas de campo con algunos de nuestros propietarios de embarcaciones y socios de canal para validar completamente

Pasando a las opciones de combustible bajo en carbono y sin carbono de hidrógeno metanol amoníaco, Hart vuelve al axioma de bienes raíces de 'ubicación, ubicación, ubicación', señalando que la elección será impulsada en gran medida por el lugar donde se encuentra y opera el propietario y en espera de la acceso de combustible en lugares específicos. "El hidrógeno parece ser un poco más propicio para un punto de acceso estacionario o terrestre. El metanol y el amoníaco parecen ser un poco más lo que la industria marina está favoreciendo, y lo que estamos viendo también es que la industria está algo fragmentado aún sobre qué tasas de sustitución quieren incluirse. Por lo tanto, es posible que no pueda ejecutar 100% de hidrógeno o 100% de metanol o amoníaco".

En última instancia, la futura cuestión del combustible se encuentra fuera de la sala de máquinas y en todo el buque, ya que las densidades de energía variables exigirán modificaciones significativas en el diseño del buque para tanques y maquinaria adicional. Tug Josephine tiene un par de 6L250. Foto cortesía de Transportes Reinauer

Mantener el "motor digital" ciberseguroA medida que los propietarios de embarcaciones y botes adoptan cada vez más la promesa de que la digitalización promete brindar, desde el monitoreo y el mantenimiento basados ​​​​en la condición y la optimización del motor y del viaje, se debe considerar el peligro potencial de los ataques cibernéticos, para que no se apague la red de propulsión de una embarcación, poniendo embarcación, tripulación y medio ambiente en peligro. Con ese fin, el equipo de Wabtec trabajó diligentemente para obtener la Certificación de Proveedor de Servicios de Seguridad Cibernética de ABS.

"Wabtec creó un informe y análisis de vulnerabilidad de acuerdo con los requisitos de ABS CyberSafety Volume 7", dijo Mike Taylor, líder técnico, ingeniería de sistemas marinos y estacionarios de Wabtec. "Este informe es un examen exhaustivo del sistema de control, que enumera los puntos de acceso, la topología o la arquitectura del sistema y un análisis de las posibles vulnerabilidades dentro del sistema".

Wabtec proporcionó una amplia documentación sobre gestión de riesgos internos, políticas y procedimientos, gestión de cambios y control de configuración, así como detalles sobre el Equipo de Respuesta a Incidentes de Wabtec, dijo Taylor. Además, diseñó y presentó Capacitación en Ciberseguridad a todos los empleados relevantes. Para obtener el PDA del proveedor de servicios con ABS, Wabtec realizó una prueba de tipo con la asistencia de la sociedad de clasificación, así como una auditoría de ciberseguridad, para demostrar que el sistema de control Wabtec ECS-4 cumple con los requisitos del equipo ABS, según Taylor. Finalmente, Wabtec preparó y presentó un ejercicio de simulación de seguridad cibernética, un ejercicio diseñado para educar y hacer que los participantes piensen sobre los peligros potenciales de seguridad cibernética y los cursos de acción.

"Estamos tratando de reducir la cantidad de puntos de penetración y asegurarnos de que no estamos propagando ninguna parte de un problema de seguridad cibernética, ya que estos buques son extremadamente complejos. El motor es solo una pieza y hay muchos puntos de acceso a el buque para poder entrar en el motor. Queremos asegurarnos de que tratamos de tener un búfer entre cualquier otro punto de penetración, que podría estar disponible en otro sistema de terceros que podría penetrar nuestro sistema también. Como Por ejemplo, toda la carga de nuestro software se realiza a través de una herramienta de software que Wabtec ha desarrollado para eliminar las ciberamenazas a través de los USB".