Buques sin lastre

En el mundo de los barcos un lastre es un peso fijo o transitorio que se debe disponer a bordo del mismo para resolver o paliar lo que llamo "problemas lastrables" (PL), en el sentido de que son problemas que se pueden resolver utilizando lastre. Por ejemplo, son PLs la estabilidad deficiente, los calados insuficientes o inadecuados, la inmersión incompleta de la hélice propulsora, unos movimientos excesivos del buque en la mar, etc.

El lastre fijo suele estar formado por hormigón mezclado con pepitas de hierro, lingotes de hierro fundido, piedras etc., que se colocan normalmente en la parte más baja del buque, ocupando espacios de escasa o ninguna utilización para su servicio normal. Por lo tanto el lastre fijo forma parte de la estructura del buque o se incorpora a ella y viaja con él toda su vida. El lastre fijo sólo se utiliza en barcos deportivos y pequeños buques de pesca o carga.

El lastre transitorio siempre está constituido por agua del mar (o de río, lago, etc.) que se introduce en ciertos tanques del buque, que normalmente forman parte de su estructura del casco, antes de iniciar un viaje en que se necesite resolver algún(os) PL(s), y se bombea al exterior al llegar al puerto de destino, donde se toma carga útil, que resuelva el PL existente sin requerir lastre. Es posible también que se realicen viajes en que coexistan carga útil y lastre líquido.

Problemas físicos en el buque

El lastre es útil cuando resuelve el problema planteado pero tiene inconvenientes, a los que llamo problemas del lastre (PdL).Tradicionalmente los PdL eran su coste económico de adquisición y colocación en el buque (en el caso de lastre sólido), el coste del combustible (en buques motorizados) que se consume para su transporte, los costes de mantenimiento de los tanques cuando se trata de agua salada que se introduce en ellos, las tuberías y bombas para su trasiego etc.

Problemas biológicos en el medio ambiente

En tiempos relativamente recientes se ha presentado otro problema relacionado con el lastre líquido, que consiste en que al llegar el buque lastrado al puerto de carga, para recoger ésta, debe vaciar los tanques de lastre y con el agua también se descargan especies acuáticas animales ó vegetales (bacterias, microbios, pequeños invertebrados, moluscos, huevos, larvas, vegetales ...) que estaban en el agua del puerto de origen, y que pueden ser invasivas en la fauna local y producir daños biológicos muy importantes.

Soluciones

Un adecuado diseño del buque intentará minimizar la cantidad de lastre necesario para resolver los problemas PL, mediante la optimización de las dimensiones y formas del casco y con una buena disposición de los espacios de carga y de los de lastre. Pero normalmente es imposible evitar totalmente la utilización de lastre, que a veces se necesita en grandes cantidades y por lo tanto con fuerte impacto económico.  

La creciente gravedad del problema de la contaminación biológica producida por la descarga de agua de lastre ha conducido a que la comunidad internacional, dentro de la OMI, haya acordado unos procedimientos que deben incorporarse a los buques, y que se recogen en el "Convenio Internacional para el Control y la Gestión del agua de lastre de los buques y los sedimentos" (Convenio BWM) y serán exigidos a partir del 2012.

Este Convenio clasifica los buques en función de su año de construcción y el volumen de sus tanques de lastre y requiere una administración y registro de las operaciones de lastrado /deslastrado. En algunos buques, muy especialmente los construidos después del 2012, se exige también un tratamiento químico del agua de lastre para eliminar las especies vivas que podrían contaminar las aguas del puerto de llegada. También se especifica que en los puertos y terminales en los que se efectúen trabajos de reparación o de limpieza de tanques de lastre se disponga de instalaciones adecuadas para la recepción de sedimentos.

Recientemente se han publicado soluciones destinadas a eliminar el agua de lastre y resolver de otra forma los problemas PL. Las soluciones que yo conozco son las siguientes.

1) Formas especiales de la carena

Esta solución es la más reciente que conozco y se ha aplicado en el proyecto del tipo petrolero de nombre "Triality" (Ref.3), desarrollado por la sociedad de clasificación Det Norske Veritas (DNV) y sobre el que publiqué una entrada en este blog aquí (Ref.1). Presenta grandes alicientes y, según DNV, permite la eliminación total del lastre en buques grandes y su disminución drástica aunque no total, en buques más pequeños. Sin embargo todavía no se ha puesto en práctica en buques reales.

Resumo aquí los rasgos fundamentales de esta solución:

* diseño de unas formas de carena muy afinadas en la parte baja del casco, mediante la adopción de secciones transversales muy en V.

  Foto Ref.3

* subdividir el espacio para carga en más tanques de lo habitual para poder controlar la escora, calados y esfuerzos sobre la estructura del buque en puerto durante el proceso de carga y descarga.

Foto Ref.3

2) Flujo continuado del agua de lastre en los espacios dispuestos a este efecto

Esta solución (Ref.2) ha sido desarrollada por la Universidad de Michigan (UMI) y consiste en disponer los tanques y sus tuberías de modo que durante el viaje en lastre el agua circule por el interior de los tanques, es decir entra por el extremo de proa del buque y sale por el otro(s) situado(s) en popa (ver fotos en un modelo)

           Fotos de Ref. 2

De este modo,  en cada momento el agua de lastre es del tipo existente en la zona donde se encuentra el buque y así no se produce un transvase de organismos vivos de una zona geográfica a otra. 

Evidentemente esta solución no elimina los otros problemas del agua de lastre, aunque sus inventores dicen que en el buque no se introduce lastre sino que lo que se hace es eliminar un trozo de casco (flotabilidad). La observación es realmente semántica, pues hay agua del mar en contacto con la estructura del buque con sus problemas inherentes. Los tanques de lastre tradicionales son sustituídos por conductos estructurales que se extienden por debajo de la zona de carga y cuando se termina el viaje en lastre pueden cerrarse y aislarse del mar mediante válvulas y a continuación el agua de lastre encerrada puede bombearse al exterior por medio de bombas convencionales. Lo que sí se ahorra es el tratamiento del agua de lastre mediante productos químicos, que son necesarios en los buques con lastrado convencional.

Otro inconveniente, y encarecimiento, de esta solución es que requiere un aumento de la altura del doble fondo para conseguir suficiente capacidad de lastre por debajo del calado en la condición de navegación en lastre. Esto exige un aumento del puntal del buque para compensar la pérdida de volumen de carga.

Resumen

En mi opinión la solución del DNV es más drástica pues se consigue la total eliminación del lastre, al menos en buques grandes, aunque la eliminación es sólo parcial en los menores. En cambio la solución de la UMI parece ser universal, pero siempre es una eliminación parcial del concepto de lastre. En definitiva, el proyectista deberá sopesar las ventajas e inconvenientes y evaluar los costes de producción y explotación de ambas soluciones.

Referencias
1- http://desdegetxo.blogspot.com/2011/01/triality-un-proyecto-innovador-de.html
2- Further Development and Optimization of the Ballast-Free Ship Design Concept     http://www.glmri.org/downloads/parsons08.pdf
3- Triality VLCC. DNV Tanker Update No.2 2010