Underwater Radiated Noise

El transporte marítimo internacional está incrementando sus estudios sobre medidas para conservar y proteger la vida marina. Con este fin, la Organización Marítima Internacional (OMI) está proponiendo la futura vigilancia del underwater radiated noise (URN), lo que podría llevar al establecimiento de umbrales, combinados con requisitos de monitorización a largo plazo en determinadas regiones.

Patrón de presión simulado en el casco por encima de la hélice que proporciona un vínculo directo con el patrón de vibración y las emisiones URN.

En el proyecto de investigación HyPNoS (Hydrodynamic Propeller Noise Monitoring System), el especialista internacional en propulsión SCHOTTEL, junto con el financiador del proyecto, Transport Canada, y su socio BC Ferries, investigaron la emisión de ruido radiado al agua (URN) de los sistemas de propulsión de los buques en aguas de Vancouver (Canadá). El objetivo era desarrollar métodos para medir, predecir y notificar las emisiones de URN, y obtener soluciones de diseño optimizadas para reducirlas. La investigación culmina ahora con el desarrollo de un sistema de notificación de URN en tiempo real a bordo, dirigido a la tripulación y los operadores de buques.

El establecimiento de zonas de protección ambiental en relación con las emisiones de URN o el avistamiento de fauna marina amenazada obliga actualmente a los buques a evitar determinadas áreas o a reducir su velocidad al pasar por ellas. Sin embargo, reducir la velocidad no siempre garantiza una reducción de las 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 subacuático en una serie de ferris de tipo double-ended en Canadá, con el objetivo de desarrollar un sistema único de monitorización de URN basado en tecnología de aprendizaje automático de última generación. La motivación principal del proyecto HyPNoS era la protección de las especies de ballenas, en concreto de las orcas residentes del sur en el estrecho de Georgia, cerca de Vancouver. La investigación se llevó a cabo en el marco de la Iniciativa de Buques Silenciosos (QVI: Quiet Vessel Initiative) de Transport Canada. La investigación se centró en el desarrollo y la instalación de un prototipo funcional de un sistema calibrado de monitorización en vivo a bordo de URN. Este sistema proporciona información en directo a la tripulación y al operador sobre las emisiones sonoras submarinas de sus buques durante el funcionamiento, lo que permite aplicar medidas operativas para influir en el ruido emitido.
 

Los métodos de medición del URN consistían en una combinación de análisis de las vibraciones del casco y mediciones del ruido submarino mediante hidrófonos. Tras una amplia investigación, se estableció una correlación cuantitativa entre las vibraciones y el ruido emitido, lo que permitió a los ingenieros de SCHOTTEL desarrollar un algoritmo para calcular y predecir el URN. Este algoritmo también puede tener en cuenta factores como la velocidad de la hélice, el paso de la hélice, la velocidad del buque o cualquier otro dato de entrada. La investigación se llevó a cabo en buques de la clase Coastal de BC Ferries en Canadá y en las instalaciones de SCHOTTEL en Alemania. Los buques se probaron con un diseño de hélice original y otro optimizado para el ruido, que mostraron una reducción media del URN de 5 decibelios, a pesar de que el diámetro de la hélice se redujo de 5 a 4,7 metros. Esto demostró la eficacia de adaptar los sistemas de propulsión a diseños más modernos. Los investigadores mejoraron sus herramientas de simulación CFD para analizar y predecir el ruido emitido al buque y al agua circundante. Un objetivo importante del proyecto era también concienciar sobre el ruido a los operadores de los buques mediante un sistema de notificación en tiempo real. En el futuro, estos sistemas de información permitirán a los operadores reaccionar ante niveles elevados de URN y tomar medidas inmediatas para reducirlos durante el funcionamiento. Además, los operadores podrán realizar evaluaciones históricas y de toda la flota a través de un sistema basado en la nube, que luego podría utilizarse para proporcionar información sobre las emisiones de ruido a las autoridades, las organizaciones o el público en general.

Precisión de la predicción (área gris) frente al URN real (línea verde).

Los resultados demostraron que se pueden cumplir los requisitos de la OMI para los sistemas de vigilancia del ruido submarino. Incluso una aportación mínima, como la medición de las vibraciones 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 medida sensata para reducir el URN. Además, la investigación demostró que el URN puede predecirse en un grado aceptable en la fase de diseño de la hélice y que pueden compararse y calificarse diferentes diseños. Con estas nuevas capacidades de análisis y predicción, en el futuro será posible mejorar significativamente los sistemas de propulsión en relación con el URN, lo que beneficiará enormemente los esfuerzos por preservar la vida marina. Los datos recogidos por el proyecto HyPNoS marcarán el camino de futuros avances. A petición del cliente, SCHOTTEL estará en condiciones de adaptarlos al diseño del producto en un momento aún por determinar.

HyPNoS está instalado en el lado izquierdo y un sensor de vibraciones está conectado al casco por encima de la hélice (derecha).