El transporte marítimo internacional está explorando cada vez más medidas para conservar y proteger la vida submarina. Con este objetivo, la Organización Marítima Internacional (OMI) está proponiendo el futuro monitoreo del Ruido Radiado Bajo el Agua (URN, por sus siglas en inglés), lo que podría llevar al establecimiento de umbrales combinados con requisitos de monitoreo a largo plazo en ciertas regiones. En el proyecto de investigación HyPNoS (Sistema de Monitoreo de Ruido Hidrodinámico de Propulsores), Schottel, junto con el financiador del proyecto Transport Canada y el socio BC Ferries, investigaron la emisión de URN de los sistemas de propulsión de buques en las aguas de Vancouver, Canadá. El enfoque se centró en desarrollar métodos para medir, predecir e informar sobre el URN y poner en marcha medidas de diseño optimizadas para reducirlo. La investigación culmina ahora con el desarrollo de un sistema de informes de URN en tiempo real a bordo para la tripulación y los operadores de los buques. El establecimiento de zonas de protección ambiental con respecto a las emisiones de URN o la observación de vida marina en peligro obliga actualmente a los barcos a evitar ciertas áreas o a reducir su velocidad al atravesarlas. Sin embargo, reducir la velocidad no siempre garantiza una reducción del URN. Se sabe que la vibración del casco por encima de la hélice se correlaciona directamente con el ruido submarino.
HyPNoS investigó la posibilidad de reducir el ruido submarino en una serie de ferris de doble extremo en Canadá, con el objetivo de desarrollar un sistema de monitoreo de URN único basado en tecnología avanzada de aprendizaje automático. La motivación inmediata del proyecto HyPNoS fue la protección de especies de ballenas, específicamente las orcas residentes del Sur en el Estrecho de Georgia, cerca de Vancouver. La investigación se llevó a cabo como parte de la Iniciativa de Buques Silenciosos (QVI) de Transport Canada. Esta se centró en desarrollar e instalar un prototipo funcional de un sistema de monitoreo de URN en vivo y calibrado a bordo. Este sistema proporciona retroalimentación en tiempo real a la tripulación y al operador sobre las emisiones de ruido submarino de sus embarcaciones durante la operación, permitiendo el uso de medidas operativas para influir en el ruido emitido. Los métodos de medición del URN consistieron en una combinación de análisis de vibraciones del casco y mediciones de ruido submarino utilizando hidrófonos. A través de una investigación exhaustiva, se estableció una correlación cuantitativa entre las vibraciones y el ruido emitido, lo que resultó en un patrón a partir del cual los ingenieros de Schottel desarrollaron un algoritmo para calcular y predecir el URN. Este algoritmo también puede tener en cuenta factores como la velocidad y el ángulo de la hélice, la velocidad del barco u otros factores.
La investigación se realizó en los buques de clase Coastal de BC Ferries en Canadá y en las instalaciones de Schottel en Alemania. Los buques fueron probados con un diseño de hélice original y otro optimizado para reducir el ruido, lo que mostró una reducción media de 5 decibelios en el URN a pesar de una disminución en el diámetro de la hélice de 4,7 metros. Esto demostró la efectividad de la modernización de los sistemas de propulsión con diseños más avanzados. Los investigadores mejoraron sus herramientas de simulación CFD para analizar y predecir el ruido emitido al barco y al agua circundante.
Un objetivo importante del proyecto también fue aumentar la conciencia sobre el ruido entre los operadores de barcos mediante un sistema de informes en tiempo real. En el futuro, estos sistemas de retroalimentación permitirán a los operadores reaccionar a niveles altos de URN y tomar medidas inmediatas para reducirlos durante la operación. Además, los operadores podrán realizar evaluaciones históricas y de toda la flota a través de un sistema basado en la nube de Internet, que luego podría usarse para proporcionar características de emisión de ruido a las autoridades, organizaciones o al público en general. Los resultados mostraron que se pueden cumplir los requisitos de la OMI para los sistemas de monitoreo de URN. Incluso con datos mínimos, como la medición de la vibración por sí sola, puede ser suficiente para proporcionar una evaluación significativa del ruido submarino generado. También quedó claro que los cambios en el diseño de las hélices pueden ser una buena medida para reducir el URN. Además, la investigación demostró que el URN se puede predecir en un grado aceptable en la etapa de diseño de la hélice y que se pueden comparar y calificar diferentes diseños.
Con estas nuevas capacidades de análisis y predicción, será posible mejorar significativamente los sistemas de propulsión con respecto al URN, lo que beneficiará enormemente los esfuerzos para preservar la vida marina. Los datos recopilados por el proyecto HyPNoS señalarán el camino para futuros desarrollos. A solicitud del cliente, Schottel ahora está en posición de adaptarlos en el diseño de sus productos.
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