Proyecto BARCO ECOLÓGICO DE VUELTA AL MUNDO

ÍNDICE

01

02

03

04

EL PROYECTO

EL BARCO

EL DISEÑO

LA CONSTRUCCION

05

14

16

EL DESARROLLO DEL PROYECTO 1- Arquitectura del barco

EL DESARROLLO DEL PROYECTO 2- Generación de energía

EL DESARROLLO DEL PROYECTO 3- Alimentación de energía

EL PROYECTO DAR LA VUELTA AL MUNDO EN REGATA RECICLANDO Oceanic Team presenta el “IMOCAeco” 100% reciclado y respetuoso con el medioambiente. Hemos iniciado un estudio para construir el primer barco de regatas de vuelta al mundo totalmente ecológico. Un innovador proyecto donde se une el progreso científico y ecológico, con la navegación a vela más extrema como es una vuelta al mundo. Dotaremos a nuestro IMOCAeco de una propulsión al 100% por energías renovables con un motor eléctrico/hidrogeno de cero emisiones y una construcción realizada al 100% con materiales reciclados y resinas polímeras naturales. Nuestro objetivo final no es ganar regatas, es ganar competitividad con este barco y demostrar al mundo que el respeto al medio ambiente también es posible en el deporte.

01

El barco IMOCA 60, LOS FORMULA ONE DE LA VELA OCEANICA Estas regatas de vuelta al mundo se disputan a bordo de los barcos IMOCA 60, que están especialmente diseñados para la navegación oceánica en solitario o en doble. Nacido en 1986 aunque constantemente actualizado, este barco es uno de los monocascos de competición más rápidos de la actualidad. Está construido en materiales "composites", para ser a la vez lo más ligero posible, lo que se traduce en un aumento de velocidad y lo suficientemente sólido para resistir las duras condiciones meteorológicas. Se trata de una “clase open”. Es decir, los diseñadores tienen libertad para concebir los barcos, pero siempre dentro de unos límites, unas medidas máximas, que en el caso de los IMOCA 60 son: 60 pies (18,29 metros) de eslora, 4,5 metros de calado y 29 metros de altura del mástil.

02

EL diseño INNOVACION TECNOLOGICA AL SERVICIO DE LA SOCIEDAD Para Oceanic Team y su equipo de I+D, la principal dificultad está encontrar la integración del “IMOCAeco” y su comportamiento, en este tipo de regatas. El diseño y la indagación de nuevos materiales composites reciclados y la utilización de resinas naturales a través de un diseño experimental, servirá para que aporten la fiabilidad necesaria en un banco de pruebas totalmente definido para estas características de navegación extrema. Finalmente su alimentación únicamente con energías renovables y un motor electrico/hidrogeno finalizarán la integración total con los demás componentes de la embarcación, para conseguir el máximo rendimiento y competitividad. La Facultad de Náutica de Barcelona participará activamente en la ingeniería del “IMOCAeco”.

03

La construccion ULTIMA GENERACION PERO CON MATERIALES RECICLADOS A raíz de un minucioso estudio, Oceanic Team ha llegado a varios convenios de cooperación con empresas productoras de este tipo de composites reutilizados y reciclados. Los estudios y ensayos realizados en estos materiales aseguran un características mecánicas cercanas al 95% en relación a unos de nueva producción, por lo que la viabilidad del proyecto es 100% factible, fiable y dependiendo del diseño, altamente competitiva. La importancia del avance tecnológico en este tipo de barcos, es actualmente mucho más acentuada, gracias a la aceptación para la utilización de los apéndices de tipo “Foil” en las Orzas de deriva por parte de la clase IMOCA 60.

04

El desarrollo del proyecto 1- ARQUITECTURA DEL BARCO / A- Carena

05

Se ha propuesto el estudio de una carena cuyas formas en la popa definan tres planos curvados de navegación. En primer lugar se considerarán siete modelos distintos, cumpliendo todos ellos con las especificaciones de las reglas establecidas para los IMOCA Open 60 en cuanto a dimensionamiento, y se ensayarán a escala 1:7 en un canal de ensayos hidrodinámicos para obtener una primera aproximación de la resistencia al avance que producírá cada uno de ellos. Posteriormente se escogerán dos de éstos modelos y se analizarán mediante un software basado en dinámica de fluidos para predecir su funcionamiento en situaciones reales y elegir el que ofrezca mejores prestaciones. Para asegurar los resultados teóricos obtenidos, se construirá la carena elegida a escala 1:3 para analizarla con diferentes juegos de apéndices y configuraciones en el Canal de Ensayos CEHIPAR. Finalmente todos sus materiales de construcción, incluidos moldes serán 100% reciclados.

El desarrollo del proyecto 1- ARQUITECTURA DEL BARCO / B- Cubierta Una vez definida la carena, cuyo diseño se caracteriza por ser eficiente hidrodinámicamente, se diseñará la cubierta de la embarcación, que deberá contribuir a reducir el volumen y cantidad de los refuerzos interiores del casco para optimizar en la medida de lo posible el peso del barco; por tanto, se considerará como un elemento estructural más. Este hecho propiciará el desarrollo de una cubierta estructural, innovadora dentro de este campo. Finalmente todos sus materiales de construcción, incluidos moldes serán 100% reciclados.

06

El desarrollo del proyecto 1- ARQUITECTURA DEL BARCO / C- Coach Roof El coach roof es el nombre con el que se denomina a la superestructura de la embarcación, se encuentra situada sobre cubierta y ofrece cierta protección contra las condiciones meteorológicas adversas como el viento, la lluvia, etc. Esta superestructura debe ser aerodinámicamente eficiente produciendo una resistencia al avance mínima y debe contribuir a la estructura total del barco y a una rápida evacuación de los fluidos embarcados por la cubierta. Según estos principios, se diseñará un coach roof basado formas aerodinámicas e hidrodinámicas eficientes. Finalmente todos sus materiales de construcción, incluidos moldes serán 100% reciclados.

07

El desarrollo del proyecto 1- ARQUITECTURA DEL BARCO / D- Cockpit El cockpit representa el puesto de mando, la parte interna del coach roof y lo que se encuentra a la popa de éste. En él se disponen todos los elementos necesarios para poder realizar las maniobras de la embarcación (winches, caña del timón, etc.) con comodidad y seguridad. La optimización de su diseño será parte indispensable del proyecto debido a las cargas que soportan los winches y la habitabilidad del patrón. Finalmente todos sus materiales de construcción, incluidos moldes serán 100% reciclados.

08

El desarrollo del proyecto 1- ARQUITECTURA DEL BARCO / E- Mastil y Jarcia El mástil se diseñará retrasado en comparación con los existentes de los IMOCA Open 60, consiguiendo una vela mayor de menor superficie y una disminución de las dimensiones y peso de la botavara, permitiendo además un incremento importante de las velas de proa, con lo que se consigue un mayor rendimiento con vientos portantes. Debido al elevado riesgo de rotura del mástil con una construcción con fibras de carbono recicladas, no se optara por la construcción de uno nuevo y se realizara un estudio de mercado para la compra de uno reutilizado. El diseño del apoyo del mástil se ha decidido por la configuración más segura para la navegación que es un mástil pasante. La jarcia en monolítico, también será reutilizada. Finalmente todos sus materiales de construcción, serán 100% reciclados o reutilizados.

09

El desarrollo del proyecto 1- ARQUITECTURA DEL BARCO / F- Plano Vélico Está en proceso de estudio la posibilidad de reciclar el tejido de velas antiguas o la fabricación de otras nuevas con fibras recicladas de Keblar/Carbono. En este punto y dada la importancia en la configuración competitiva del barco, la decisión final será de una gran importancia, en gran parte debido a que estas velas son el motor del barco. El barco dispone de las siguientes velas: • Mayor • Génova • Solent • Stay sail • Código 0 • Gennaker • Spinnaker Finalmente todos sus materiales de construcción, serán 100% reciclados o reutilizados.

10

El desarrollo del proyecto 1- ARQUITECTURA DEL BARCO / G- Quilla pivotante En los barcos IMOCA Open 60, cuya navegación principal se caracteriza por ser con vientos portantes, se suele usar una orza o quilla pivotante (canting keel ). Una vez dimensionada la quilla tras los ensayos con el banco de pruebas en el Canal de Ensayos Hidrodinámicos de El Pardo (CEHIPAR), se procederá a diseñar el sistema hidráulico. El sistema hidráulico desarrollado constará de dos cilindros hidráulicos que sujetan la cabeza de la quilla accionados mediante una bomba hidráulica, cuyos pistones se optimizarán al máximo para reducir el peso de los cilíndros. La bomba hidráulica se accionará mediante un motor eléctrico, el mismo modelo que el que se usará para el sistema propulsivo de emergencia, pero también se desarrollará una bomba manual. Finalmente todos sus materiales de construcción, serán 100% reciclados o reutilizados.

11

El desarrollo del proyecto 1- ARQUITECTURA DEL BARCO / H- Daggerboards Los daggerboards son los apéndices que producen la sustentación lateral cuando la quilla (o canting keel ) está inclinada. Para su diseño se considerará la nueva normativa que regula la aplicación de “Foils” en estos apéndices, teniendo en cuenta que la mejor opción será los retráctiles y con un perfil asimétrico, escogido para actuar en ciertas condiciones y ángulos de ataque y generar así una mayor sustentación. Finalmente todos sus materiales de construcción, serán 100% reciclados.

12

El desarrollo del proyecto 1- ARQUITECTURA DEL BARCO / I- Timones El sistema de gobierno del IMOCAeco constará de dos timones, situados a cada lado de la embarcación y en popa. La propuesta de diseño de los timones se desarrolla con el objetivo de generar cierta sustentación y mejorar su rendimiento. Una vez realizados los ensayos en el CEHIPAR se escogieran los timones retráctiles para crear una rotura menos perjudicial para el avance de la embarcación en caso de colisión. Finalmente todos sus materiales de construcción, serán 100% reciclados.

13

El desarrollo del proyecto 2- GENERACIÓN DE ENERGÍA / A- Sistema El desafío tecnológico en el ámbito energético és desarrollar un sistema de generación de energía con fuentes de alimentación renovables que pueda competir con los equipos actuales (alimentados por combustibles fósiles) que equipan los veleros de alta competición. El primer paso ha sido realizar un estudio intensivo de las diversas fuentes de energías renovables existentes en la actualidad y la selección de las más adecuadas para la integración en el banco de pruebas y para su utilización en aplicaciones de sistemas energéticos móviles. El sistema de generación de energía está formado en realidad por dos sistemas: uno para el funcionamiento en condiciones normales y otro para las de emergencia. El mecanismo de funcionamiento parte de la conversión de energía solar, eólica e hidrodinámica para generar energía eléctrica. La energía captada de las fuentes renovables se almacena en baterías de alta densidad energética. 14

El desarrollo del proyecto 2- GENERACIÓN DE ENERGÍA / B- Sistema de emergencia

15

El sistema de emergencia estará basado en la alimentación con hidrógeno obtenido a partir de energías renovables y almacenado en tanques a alta presión, convertido en electricidad por unas pilas de combustible. Ambos sistemas alimentarán un motor eléctrico de propulsión, de imanes permanentes, de alto par y reducido peso. Se trata de un motor síncrono, especialmente indicado para su uso en este tipo de aplicaciones, por su robustez, carencia de mantenimiento y alto rendimiento en la conversión de energía eléctrica en mecánica. El aporte principal de energía (solar, hidroeléctrica, eólica, etc.) será diferente dependiendo de la velocidad,latitud, condiciones meteorológicas y el rendimiento en regata. Esta gestión se realiza con la ayuda de un sistema inteligente automático, aunque será controlada y puede ser modificada por el tripulante, lo que añade a sus funciones la de “gestor de la energía” de la embarcación para o ptimizar el suministro y almacenaje.

El desarrollo del proyecto 3- ALIMENTACIÓN DE ENERGÍA / A- Energía Solar Se desarrollará un sistema de paneles solares capaces de resistir los esfuerzos termomecánicos, más manejable y con materiales más resistentes a la radiación. Se emplearan los paneles de lámina delgada semiflexible para adaptarse a la forma del casco con tecnología monocristalina y formar así una estructura única. Las placas solares, se integraran en el casco de la embarcación formando paneles solares independientes.

16

El desarrollo del proyecto 3- ALIMENTACIÓN DE ENERGÍA / B- Energía Eólica Se instalarán dos aerogeneradores, cada uno de ellos capaces de producir una potencia de hasta 350W. Después de realizar las pruebas necesarias para hallar los grados de eficacia del sistema y los requerimientos de capacidad energética en cada zona de navegación, y una vez conocida la situación de las placas solares, se determinará la posición de los generadores eólicos en la parte posterior de la embarcación.

17

El desarrollo del proyecto 3- ALIMENTACIÓN DE ENERGÍA / C- Energía hidroeléctrica El objetivo será poder asegurar una potencia determinada en unas condiciones de viento concretas. Para ello se ha desarrollado un sistema de dos generadores hidrodinámicos con una potencia de 400W cada uno, sumergidos en la parte posterior del barco. El sistema contará con un dispositivo de seguridad que se activa automáticamente en caso de colisión y que eleva los generadores a una posición segura.

18

El desarrollo del proyecto 3- ALIMENTACIÓN DE ENERGÍA / D- Baterías de almacenamiento Para elegir las baterías de almacenamiento, se ha elaborado un estudio de la viabilidad en función de los proveedores existentes posibles con la premisa de obtener el sistema de baterías más seguro y estable, no el que más energía proporcione. Se simularán las situaciones de carga y descarga de las baterías según los posibles escenarios a los que puede verse sometida la embarcación a lo largo de sus recorridos para validar el funcionamiento energético global del sistema.

19

El desarrollo del proyecto 3- ALIMENTACIÓN DE ENERGÍA / E- Pila de hidrógeno La pila de combustible de hidrógeno constituye el sistema de producción energética de emergencia. Su objetivo es asegurar un cierto aporte energético en aquellas situaciones en las que no se puedan utilizar el resto de subsistemas energéticos. La necesidad de instalar un sistema de hidrógeno como el planteado es poder asegurar la autonomía de la embarcación reduciendo el peso del sistema lo máximo posible.

20

Datos de contacto Dirección de Proyecto: Sergi Tena [email protected] +34 627 97 00 16 C/ Roser, 13 Sant Just Desvern 08960 Barcelona +34 93 372 56 33 www.oceanicteam.com

21