¿Funcionará el transporte de contenedores de alta velocidad?

La Figura 2 es un bosquejo de primer paso de lo que puede parecer (ya veo varias áreas para mejorar en este boceto, pero con propósitos ilustrativos será suficiente). Crédito de la foto: Martin & Ottaway, Inc.

El autor: Rik van Hemmen es el presidente de Martin & Ottaway, una empresa de consultoría marina que se especializa en la resolución de problemas técnicos, operativos y financieros en el sector marítimo. Por su formación, es ingeniero aeroespacial y oceánico y ha pasado la mayor parte de su carrera en diseño de ingeniería e ingeniería forense.

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Cada pocos años me entregan una propuesta de transporte de contenedores de alta velocidad. Por lo general, consiste en algún tipo de diseño de embarcaciones de alta velocidad que podría mover contenedores a alta velocidad y, por lo tanto, atraer un nuevo mercado eliminando una parte del mercado de carga aérea y del mercado oceánico premium. Ocasionalmente, se nos pide que analicemos los aspectos económicos de los posibles inversores, y esto siempre es poco viable económicamente. Si bien es posible mover los contenedores un poco más rápido sobre el océano con embarcaciones más rápidas, desde el punto de vista del cliente, lo único que cuenta es un servicio más rápido de puerta a puerta. Por lo tanto, al ofrecer un servicio más rápido, la carga debe acelerarse a lo largo de toda la cadena, o el tramo de transporte marítimo debe ser mucho más rápido.

Solo hay dos formas de hacer barcos más rápido; Haz que sean más grandes para aprovechar los efectos numéricos de Froude o instala motores más grandes y quema más combustible. Ninguno de los dos tiende a funcionar en los sistemas de transporte de contenedores de alta velocidad.

Hay una tercera vía y está siendo encabezada por China en la forma de la Nueva Ruta de la Seda. Aquí, la eficiencia física de los ferrocarriles, y su mayor velocidad y su ruta más corta, pretenden entregar la carga más rápido entre China y Europa. La nueva ruta de la seda será un fascinante desarrollo para ver. Bien podría afectar el movimiento de gran volumen de carga entre China y Europa, pero será altamente improbable que se haga cargo de todo el comercio marítimo de China y Europa. Además, nunca puede tocar el Pacífico o el comercio transatlántico.

Pero hay otra tecnología que puede proporcionar un enfoque interesante para llenar la ranura de velocidad media.

La Figura 1 es el gráfico de Gabrielli von Karman (gráfico GvK) que se desarrolló en la década de 1950 y brindó una visión muy interesante de la eficiencia del transporte. No es necesario ingresar a las matemáticas, pero si una tecnología se encuentra más baja en la trama para un cierto rango de velocidad, tiende a ser más eficiente.

La Figura 1 es el gráfico de Gabrielli von Karman (gráfico GvK) que se desarrolló en la década de 1950 y brindó una visión muy interesante de la eficiencia del transporte. No es necesario ingresar a las matemáticas, pero si una tecnología se encuentra más baja en la trama para un cierto rango de velocidad, tiende a ser más eficiente. Crédito de la imagen: Martin & Ottaway, Inc.

Esta trama se actualizó hace varios años por el Dr. Neu en Virginia Tech como proyecto estudiantil y se completó con tecnología más moderna y demuestra que hemos avanzado un poco en lo que respecta a los barcos (principalmente al hacerlos más grandes) y aviones (en su mayoría aumentando sus eficiencias). Esa actualización de la gráfica resultó en una observación interesante del Dr. Neu y de mí. Si dibuja una línea a lo largo de los modos de transporte acuático solamente, hay otra línea que muestra los límites de la tecnología de transporte acuático. Modestamente he llamado a esa línea la línea Neu van Hemmen (la línea NvH). Muestra que, si opera en el agua, puede ir más rápido, pero no puede superar las eficiencias de otros modos de transporte de mayor velocidad.

Mientras tanto, para el transporte de contenedores a alta velocidad no necesitamos ir tan rápido como los aviones, sino que queremos ser mucho más rápidos que la mayoría de los barcos, y aquí la línea Gabrielli von Karman ofrece una sugerencia interesante. En la trama hay dos valores atípicos de velocidad media. Tren de alta velocidad, y algo llamado efecto Wing In Ground. A menudo se abrevia como WIG o Wing In Surface Effect Ship (WISES). Estas embarcaciones son esencialmente aviones anfibios que solo operan cerca de la superficie en efecto tierra. Según la ley y los reglamentos, se los considera barcos, pero yo los llamaría aviones que no pueden volar tan alto. No vuelan más de aproximadamente la mitad de la envergadura (lo que les permite volar sobre todo tipo de estados marinos). Durante la guerra fría, los soviéticos hicieron una inversión significativa en este concepto, pero se estancó durante Glasnost. Curiosamente, las nuevas tecnologías, como los compuestos, el control de vuelo digital y los motores mucho mejores, podrían hacer avanzar este concepto de la misma manera en que los catamaranes han explotado en rendimiento desde los años ochenta. Los WISES son más eficientes, pero más lentos, que los aviones y eso brinda una oportunidad para el transporte de contenedores a alta velocidad.

La Figura 2 es un bosquejo de primer paso de lo que puede parecer (ya veo varias áreas para mejorar en este boceto, pero con propósitos ilustrativos será suficiente).

La ingeniería detrás de esto daría como resultado un documento técnico de larga duración, pero permítanme comenzar con un problema de escalado interesante que ocasionalmente ocurre en el barco (o diseño de avión). Si hace que el ala (o una viga transversal de trimarán) sea lo suficientemente grande, obtendrá toneladas de espacio de cubierta y volumen utilizable. Así que aquí dimensioné el ala para que se ajustara a los contenedores y escalé los WISES desde ese punto. Ya que no me pagan por hacer la ingeniería, no piense por un segundo que los números son correctos, pero el concepto vale la pena un segundo vistazo.

Lo que obtienes es un recipiente interesante. Funcionará en el rango de más de 100 nudos y podría aumentar el tiempo de entrega puerta a puerta en ciertas rutas para que valga la pena.

Crédito de la foto: Martin & Ottaway, Inc.

Lo que realmente me gusta es que también muestra algunas características operativas interesantes. Si coloca los contenedores en el ala, el diseño estructural está realmente optimizado, ya que la mayor parte de la carga está instalada en el componente que proporciona el elevador. (En el sector aeroespacial que se denomina carga de ala de spanwise). Una vez que coloca los contenedores en el ala, el fuselaje solo es necesario para la flotación y el espacio RO / RO en el fuselaje se ofrece de forma gratuita. Como tal, se convierte en un transportista combinado bastante decente y realmente podría aprovechar cosas como el material rodante de alto valor o el transporte de material de vida de alto valor.

La carga de la embarcación es fácil y rápida, ya que puede cargarse y descargarse en terminales de contenedores estándar con grúas de contenedores estándar amarrándola a popa. (Siempre que haya suficiente ancho de canal)

WISES puede ser la única solución para el transporte marítimo de mayor velocidad. Si bien un estudio más detallado puede indicar que tiene una función de trampa fatal (como no ser económicamente viable o no ser lo suficientemente ambientalmente sostenible), también muestra que, si comienza con un concepto que tiene un potencial físico realista, tiene más posibilidades de tener éxito. . Mientras que acelerar los barcos convencionales puede que no lleve el tocino a casa, sumergirse en la física real del transporte y buscar los espacios vacíos puede resultar en soluciones viables.

Incluso si WISES no puede tener éxito en el transporte económico de carga, sigo pensando que debe haber algún mega billonario por ahí que piense que un WISES sería un yate superenfriado. Piense en ese ala grande con cabinas en ella, con ventanas orientadas hacia adelante y balcones orientados hacia atrás debajo de una solapa de ala elevada cuando está en reposo. ¡Y toda esa velocidad para ir de patio de recreo a patio de recreo sin mareos!

Sobre el Autor

Rik van Hemmen es el presidente de Martin & Ottaway, una firma de consultoría marina que se especializa en la resolución de problemas técnicos, operativos y financieros en el sector marítimo. Por su formación, es ingeniero aeroespacial y oceánico y ha pasado la mayor parte de su carrera en diseño de ingeniería e ingeniería forense.

Para cada columna que escribo, Maritime Reporter & Engineering News ha acordado hacer una pequeña donación a una organización de mi elección. Para esta columna nomino a Webb Institute y dono a su Webstock Music Festival. Los webbies pueden ser lo suficientemente extravagantemente creativos como para hacer que WISES funcione. http://www.webb.edu/