A bordo del eWolf: el primer remolcador eléctrico de EE.UU.

(Foto: Eric Haun)

Crowley Maritime Corporation ha poseído y operado muchos buques desde su fundación en 1892. Pero el último buque en unirse a su flota no se parece a ningún otro que lo haya precedido.

El nuevo remolcador portuario de Crowley, eWolf, es único porque funciona 100% con baterías, no con motores diésel, lo que significa que no produce emisiones y casi no produce ruido. El buque no sólo es el primer remolcador totalmente eléctrico de la flota de Crowley, sino que también es el primero de su tipo en los Estados Unidos.

Ante regulaciones más estrictas y presiones comerciales para priorizar los objetivos ambientales, sociales y de gobernanza (ESG), los propietarios y operadores de embarcaciones han estado explorando opciones para reducir sus emisiones. Un número creciente de transbordadores y remolcadores híbridos y totalmente eléctricos han ido surgiendo en todo el mundo.

"Cuando comenzamos este viaje, el concepto de un remolcador eléctrico apenas comenzaba a despegar", dijo Paul Manzi, vicepresidente de asistencia y escolta de barcos en Crowley. "Se estaban realizando algunos trabajos en Nueva Zelanda y en Europa, y empezamos a pensar que era posible hacerlo aquí también".

Entonces, Crowley se propuso producir su propio remolcador eléctrico y, en 2021 (el mismo año en que la compañía anunció su compromiso de alcanzar emisiones netas cero para 2050), su división de servicios de ingeniería dio a conocer el innovador diseño del remolcador . ABB fue contratado como integrador de sistemas, y el constructor naval de Coden, Alabama, Master Boat Builders, comenzó a construir el buque ese mismo año.

El resultado de estos esfuerzos es el remolcador eWolf de 82 pies de largo, construido según la clase ABS y que cumple con las regulaciones del Subcapítulo M de la Guardia Costera de los EE. UU. Entregado oficialmente a Crowley en enero de este año, el barco fue izado desde Alabama a través del Canal de Panamá y flotó en Ensenada, México. Desde allí, eWolf transitó por sus propios medios hasta su puerto base, San Diego, donde se encuentra hoy, listo para entrar en servicio en la Terminal Marina de la Décima Avenida.

Construyendo la bestia
Por fuera, el eWolf tiene la apariencia de un remolcador estándar. Por dentro, es algo completamente diferente. "Un remolcador es un remolcador en muchos sentidos", dijo Garrett Rice, presidente de Master Boat Builders. “El casco y la estructura del eWolf son muy similares a los de otros remolcadores que hemos construido y seguiremos construyendo. Pero una vez que llegamos a la etapa de equipamiento, todo cambió muy rápido”.

El buque está equipado con un paquete de propulsión eléctrica integrado proporcionado por ABB, un sistema de almacenamiento de energía de batería Orca de 6,2 MWh de Corvus Energy, dos motores RAMME de 2100 kW y dos propulsores azimutales Schottel RudderPropellers tipo SRP 430 LE accionados eléctricamente, con diámetros de hélice de 2,5. metros. El buque también cuenta con dos pequeños generadores John Deere a bordo para uso de emergencia y para permitir tránsitos de larga distancia a velocidades reducidas.

Bruce Strupp, vicepresidente de sistemas marinos para EE. UU. y Canadá de ABB Marine and Ports, describió las piezas clave de tecnología que son fundamentales para una solución de ABB para embarcaciones híbridas y de cero emisiones. “La primera es nuestra arquitectura de red de CC. Todas las fuentes de energía se integran a la red de CC, que las distribuye a todos los consumidores del barco”, dijo. “Nuestra red de CC tiene una configuración de bus cerrado porque permite una mayor redundancia operativa y seguridad para el buque.

“La arquitectura que se superpone a eso es el sistema de automatización, nuestro sistema de gestión de energía y energía (PEM). Básicamente controla el flujo de toda la energía que ingresa a la red de CC y luego también toda la energía que llega a todos los consumidores”, dijo Strupp.

La energía del eWolf se integra en la arquitectura de red de CC de ABB, que distribuye a todos los consumidores del barco. (Foto: Eric Haun)

El uso de energía eléctrica en embarcaciones comerciales no es nuevo, y Rice y su equipo llevan años construyendo embarcaciones que incorporan esta tecnología, especialmente para el mercado offshore, donde el diésel-eléctrico se ha vuelto algo común. “Ya hemos tratado con muchos de los grandes cables, terminaciones, variadores de frecuencia, etc., que entran en el sistema”, dijo Rice. “En nuestro caso, solo teníamos 220 pies de terreno para lidiar con ellos. Y entonces, aquí [con el eWolf], teníamos quizás 79 pies para colocar gran parte de ese mismo equipo”.

La relativa falta de espacio se convirtió en un desafío al intentar instalar los cables en particular, dijo Rice. "Esos grandes cables de alimentación sólo pueden doblarse hasta cierto punto debido a su grosor", explicó. “Por lo general, la altura de la rejilla del espacio de maquinaria desde la parte superior del tanque es de alrededor de 12 a 16 pulgadas. Si tienes 14 pulgadas y la velocidad de curvatura es de 13 pulgadas, tienes un lugar muy, muy estrecho y dificultades para introducir el cable”.

"En el eWolf, hay alto voltaje en todas partes", dijo Rice. "Realmente tuvimos que pensar en cómo asegurarnos de tener la separación de los cables, más que en un remolcador tradicional".

El eWolf resultó ser una experiencia de aprendizaje para todos los socios involucrados en su creación. "Desde el punto de vista de la planificación y el diseño, hay muchos matices que aprendimos en este remolcador que aplicaremos al próximo: cosas diferentes en las que tenemos que pensar y que normalmente no hacemos en un remolcador tradicional", dijo Rice. dicho.

Rice destacó la importancia del trabajo en equipo entre el astillero, el integrador eléctrico, el diseñador y el equipo de ingeniería de producción. "Todo el mundo necesita saber lo que están haciendo los demás lo antes posible", afirmó. "La colaboración temprana entre socios es clave para el éxito de cualquier proyecto, pero en particular algo como el eWolf, que es tan técnico y único en su tipo".

El coste de reducir las emisiones
En particular, el eWolf es un remolcador caro. Los funcionarios de Crowley se negaron a revelar una cifra en dólares, pero dijeron que el nuevo buque cuesta aproximadamente el doble que un remolcador convencional con una potencia similar.

Si bien gran parte de los fondos del proyecto provinieron de la empresa privada Crowley, el proyecto también obtuvo una cantidad significativa de subvenciones destinadas a ayudar a las empresas marítimas a lograr operaciones más limpias. Para darle vida al eWolf, Crowley se asoció con el Distrito de Control de la Contaminación del Aire del Condado de San Diego, la Junta de Recursos del Aire de California (CARB), el Puerto de San Diego, la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA) y la Administración Marítima de EE. UU. (MARAD). , todos los cuales proporcionaron apoyo financiero y otros recursos.

"Este remolcador se vuelve algo comercialmente viable gracias al proceso de concesión", dijo Manzi. “A diferencia de un servicio de ferry que se paga con el dinero de los impuestos, tenemos que cobrar las tarifas y los aranceles a los armadores. En este momento, la tecnología está fuera del mercado. Entonces, estamos trabajando para lograrlo”.

"El gran impulsor [para producir el eWolf] fue la reducción de emisiones", dijo Manzi, señalando que dentro de 10 años, Crowley espera que el eWolf haya ahorrado 178 toneladas de óxidos de nitrógeno, 2,5 toneladas de partículas diésel y 3.100 toneladas métricas. toneladas de carbono.

De izquierda a derecha: Presidente Frank Urtasun, Junta de Comisionados Portuarios, Puerto de San Diego; Paul Manzi, vicepresidente de Crowley Shipping; Bruce Strupp, vicepresidente de Sistemas Marinos de EE. UU. y Canadá, ABB Marine & Ports (Foto: Eric Haun)

Recibir un cargo
Si bien eWolf ya está en San Diego, listo para funcionar, su entrada oficial en servicio se ha pospuesto brevemente mientras espera la finalización de un sistema de carga en tierra especialmente diseñado, cuya construcción se ha retrasado.

"Cuando estás a la vanguardia de estas tecnologías, todo tiene que ponerse al día", dijo Manzi. “Los permisos tienen que ponerse al día, la regulación tiene que ponerse al día, los estándares tienen que ponerse al día. Y hemos enfrentado esos tres desafíos para obtener el cargo. De hecho, el barco fue más fácil”.

La instalación de carga de microred cuenta con un par de sistemas Corvus Orca BOB (batería a bordo), la versión en contenedor del Corvus Orca ESS, cada uno con una capacidad de almacenamiento de casi 1,5 MWh, para una capacidad total de 2.990 kW. La estación está diseñada para operar en horas de menor actividad desde la red eléctrica local e incluye un conjunto de energía solar para respaldar el uso de energía renovable, así como un sistema de monitoreo de batería, HVAC y tecnología de detección y extinción de incendios.

Gracias a mucho trabajo duro y colaboración con socios como el Puerto de San Diego y el proveedor de servicios públicos San Diego Gas & Electric (SDGE), se han superado los obstáculos regulatorios y logísticos y la construcción avanza a un ritmo sólido, afirmó Manzi. dicho. "Esperamos tener la estación de carga lista para funcionar el 15 de abril".

eWolf presenta un sistema de almacenamiento de energía con batería Orca de 6,2 MWh de Corvus Energy (Foto: Eric Haun)

Operando el remolcador
El capitán Josh Ferguson anteriormente sirvió como capitán del remolcador Tioga de Crowley antes de tomar el timón a bordo del eWolf. Dijo que es un fanático del nuevo barco, pero que necesita algo de tiempo para acostumbrarse a operarlo. "Es muy diferente", dijo Ferguson. “No te das cuenta de cuántas señales de audio tienes disponibles [de los motores] a bordo de una embarcación tradicional. Pero ahora que no tienes ninguno, y luego lo sumas a la potencia de los motores eléctricos (se ponen en marcha muy rápido como lo hace un Tesla), tienes que cambiar la forma en que operas la embarcación en general. Es una pequeña curva de aprendizaje, pero estoy entusiasmado por ello”.

Sin ruidos ni vibraciones del motor, eWolf ofrece una conducción general significativamente más suave. Es importante destacar que también puede funcionar en el trabajo y ofrece una capacidad de tracción de bolardo de 70 toneladas. En cubierta, el remolcador cuenta con dos cabrestantes eléctricos de guindaleza modelo DEPC-48 de Markey.

El remolcador debe realizar dos evoluciones por día y su tiempo de carga es de aproximadamente 4,5 horas, dijo Manzi. "Esperamos que el barco siempre tenga suficiente carga para estar funcionando en cualquier momento".

El eWolf es un barco de día con una tripulación de tres personas: un capitán, un marinero y un ingeniero, y seguirá siéndolo durante algún tiempo. Pero Manzi dijo que el alcance de las tareas de los marineros podría cambiar en el futuro. “¿Qué necesitamos realmente que haga un ingeniero? No hay partes móviles. Entonces, ¿cómo cambia ese [rol]? ¿Cómo cambia eso el lugar donde trabajamos? Esta es una conversación que se mantendrá dentro de cinco, seis o diez años”.

Capitán Josh Ferguson, maestro del eWolf (Foto: Eric Haun)

Banco de pruebas de autonomía
La innovación a bordo del eWolf se extiende mucho más allá de su sistema de propulsión. Hoy en día, el Certificado de Inspección (COI) de eWolf es para operación estándar, sin funciones autónomas o de control remoto, pero el buque está equipado con tecnología de ABB para permitir operaciones autónomas en el futuro.

Los sistemas a bordo actuales del buque pueden proporcionar conciencia situacional pasiva. El siguiente paso serían tránsitos autónomos supervisados con un capitán a bordo antes de pasar eventualmente a tránsitos autónomos supervisados remotamente, dijo Eileen Tausch, ingeniera eléctrica senior - investigación y desarrollo en Crowley.

ABB Ability Marine Pilot Vision fusiona la información de las cámaras y otros sensores para crear una vista aumentada de los alrededores de la embarcación que proporciona un mejor apoyo a la toma de decisiones para cosas como asistencia en el atraque, detección de obstáculos y prevención de colisiones. eWolf tiene seis cámaras y luego una cámara con giro, inclinación y zoom, LIDAR, radar de banda W y AIS, todos ellos ingresan al sistema.

"Realmente estamos tratando de brindar al capitán y a la tripulación la mejor información posible para que puedan utilizar sus habilidades y capacitación y operar el buque con éxito", dijo Drew Orvieto, gerente senior de buques de pasajeros, marítimos y portuarios de ABB Marine & Ports. . "El sistema está configurado como un compañero en el puente para proporcionar todo lo que encuentre en las entradas sensoriales que serán útiles para un navegante para un tránsito seguro".

"Si Pilot Vision son los ojos y parte del cerebro, entonces [ABB Ability Marine Pilot Control] es el músculo que pone esto en el agua", dijo Orvieto. "Pilot Control es lo que permitirá operaciones autónomas y remotas en el futuro".

Tausch enfatizó que Crowely está trabajando con ABB para avanzar en la tecnología de manera lenta y gradual, mientras busca comentarios de la tripulación en cada paso del proceso. “Nuestro principal objetivo es mejorar la seguridad de los navegantes y la eficiencia de los activos. . . Donde nos estamos enfocando actualmente es el tránsito hacia y desde [un trabajo]”, dijo. “La operación real de asistencia o escolta del barco, ni siquiera la veo en mi cronograma; esa es una salida”.

En San Diego, los tránsitos de eWolf normalmente durarán entre 20 y 30 minutos, "no es la operación óptima para ver realmente muchos beneficios", dijo Tausch, pero señaló que hay "mucho potencial" en otros lugares, como en el noroeste del Pacífico, donde los tránsitos pueden ser de seis o siete horas.

Crowley y ABB están utilizando el eWolf como banco de pruebas para esta tecnología, trabajando juntos no solo para desarrollar y probar la tecnología, sino también para superar los obstáculos regulatorios mientras la Organización Marítima Internacional (OMI) continúa avanzando en el desarrollo de sus buques marítimos autónomos de superficie ( MASS), que entrará en vigor en 2025.

“[La evolución] es paso a paso con la tripulación a bordo. A medida que la tecnología demuestre su eficacia al nivel de la Guardia Costera y la satisfacción de la clase, podremos comenzar a investigar niveles más altos de funcionalidad”, dijo Orvieto.

A bordo del eWolf, el enfoque de Crowley en el impacto ambiental se extendió mucho más allá del innovador sistema de propulsión. Se incorporaron materiales sostenibles en la medida de lo posible en todos los espacios interiores del barco (Foto: Eric Haun)