H+H Engineering – Controlo eficaz das emissões através de sensores
A H+H Engineering confia nos produtos ifm para sistemas de pós-tratamento de gases de exaustão
O comércio global, tal como o conhecemos, seria inimaginável sem o transporte marítimo. A frota mundial é composta por mais de 100.000 navios, que transportam cerca de 90% de todas as mercadorias transaccionadas internacionalmente entre países e continentes. Com as suas soluções inovadoras, a H+H Engineering & Service GmbH está a ajudar a tornar este meio de transporte significativamente mais amigo do ambiente, agora e no futuro.
De acordo com a International Maritime Organisation (IMO), o transporte marítimo é atualmente responsável por cerca de três por cento das emissões globais de CO2. Porém, esta situação está prestes a mudar: O objetivo da IMO é reduzir as emissões da frota mercante mundial para zero até 2050. Também estão em causa as emissões de óxidos de azoto (NOx). Também neste caso, a IMO definiu valores-limite. A fase atualmente aplicável, Tier III, deve ser cumprida pelos navios que operam nas zonas de controlo de emissões designadas ECAs.
Estas ECA já existem ao largo das costas dos Estados Unidos e do Canadá, bem como no Mar do Norte e no Mar Báltico. A partir de 2025, entrará em vigor uma ECA adicional ao largo da costa da Noruega. Outras regiões, como o Mediterrâneo, a América Central, o Japão e a Austrália, poderão seguir-se. No entanto, os valores-limite exigidos só são obrigatórios para os navios mais modernos cuja quilha tenha sido assente após uma determinada data-limite definida individualmente para cada ECA. Os limites da categoria III não se aplicam aos navios mais antigos.
Nos navios e nos automóveis: purificação dos gases de escape com ureia
No entanto, a mensagem é clara: As empresas de transporte marítimo que pretendam manter-se competitivas no comércio global - ou operar nas águas da CEA - devem investir em navios mais limpos. Os sistemas de “Selective Catalytic Reduction” (SCR), como os desenvolvidos e integrados pela H+H em Sonnefeld, Alemanha, oferecem uma alternativa prática à conversão de toda a frota.
"Os motores diesel dos navios não foram concebidos para cumprir internamente os limites de NOx. É por isso que o pós-tratamento dos gases de exaustão é efectuado fora do motor, utilizando sistemas SCR", afirma Arne Tädcke, Gestor de Projeto e Vendas SCR Marítimo na H+H.
"Utilizamos ureia para o pós-tratamento, tal como na indústria automóvel. A ureia é convertida em amoníaco no fluxo de gases de exaustão, que por sua vez reage com os óxidos de azoto na superfície catalítica, convertendo-os em azoto molecular e água".
Este processo depende de uma dosagem exacta: "Temos de injetar a ureia com muita precisão. Por um lado, queremos cumprir os regulamentos rigorosos em matéria de NOx; Por outro lado, a sobredosagem deve ser evitada, uma vez que o excesso de amoníaco seria libertado na atmosfera sem ser utilizado. E o amoníaco é tão prejudicial para o ambiente como os óxidos de azoto".
Sensores precisos para uma dosagem exacta
O sistema SCR da H+H utiliza sensores da ifm, especialista em automação, para garantir uma dosagem exacta. “Medimos e controlamos a pressão e o fluxo da ureia e do ar comprimido para garantir continuamente o fornecimento exato de ureia”, afirma Tädcke. "Na prática, os sensores da ifm convenceram-nos devido à sua fiabilidade e precisão de medição. Ambos são essenciais no pós-tratamento dos gases de exaustão do transporte marítimo. Se o nosso sistema não fosse consistentemente exato, os navios poderiam ser multados por excederem os limites de emissão ou ser-lhes negado o acesso a uma ECA. Qualquer um destes cenários resultaria em perdas financeiras significativas para a companhia de transportes marítimos".
Imagem 1: Como os óxidos de azoto não podem ser decompostos no motor, este processo ocorre no sistema SCR a jusante.
Imagem 2: O coração do sistema SCR: os sensores asseguram uma injeção precisa de ureia no fluxo de gases de exaustão.
Utilização de turbinas eólicas com redução de emissões
Um dos navios que dependem de um sistema SCR fiável é o Norwind Hurricane. Como navio operacional do serviço de comissionamento, o navio desloca-se no Mar do Norte entre Eemshaven, nos Países Baixos, e os parques eólicos offshore ao largo das ilhas Frísias Ocidental e Oriental. O Norwind Hurricane está, por conseguinte, situado no centro de uma ECA. Para os navios com quilha assente após 1 de janeiro de 2021, a utilização de um sistema SCR é uma forma de cumprir os valores-limite de NOx da fase III. Mas essa não foi a única razão para a empresa de navegação norueguesa Norwind Offshore operar os seus cinco navios de serviço até à data com o mínimo de emissões possível, com a ajuda do sistema de pós-tratamento de gases de exaustão da H+H. Afinal a frota contribui indiretamente para o sucesso da transição energética.
“Todos os cinco navios, bem como os três atualmente em construção, estão envolvidos em projectos ecológicos e contribuem para a expansão e manutenção da infraestrutura de energia eólica”, afirma Jon Carlos Farstad, engenheiro-chefe a bordo do Norwind Hurricane.
"Esta é outra razão pela qual a nossa companhia de navegação se esforça por minimizar o impacto ambiental dos nossos navios. Isto é conseguido através de sistemas SCR avançados e do funcionamento tão eficiente quanto possível dos nossos motores. Os sistemas avançados de gestão de energia e de potência ajudam-nos a fazer funcionar os motores a diesel no modo ótimo e mais eficiente para manter as nossas emissões tão baixas quanto possível".
Graças à redução das emissões de azoto, o Norwind Hurricane tem um impacto significativamente menor no ambiente - e está também autorizado a operar em ECAs.
Os sistemas SCR reduzem os custos sociais
Jürgen Müller, Diretor-Geral da H+H, explica núltimo episódio de Impulse - o programa da ifm o quanto a redução das emissões de óxido de azoto beneficia não só o ambiente mas também a sociedade: "Estudos recentes da UE e dos EUA mostraram que uma tonelada de NOx provoca custos sociais de cerca de 10 000 euros. Isto porque os óxidos de azoto não se dissipam simplesmente. Entram em várias camadas atmosféricas e podem também ser transportados pelo vento do alto mar para o continente, onde representam um risco para a saúde humana e animal. Os nossos sistemas SCR têm capacidade para reduzir as emissões de NOx em mais de 90 por cento. Se considerarmos apenas a redução das emissões do Norwind Hurricane, calculámos que a operação média do navio permite poupar cerca de 700 000 euros em custos sociais todos os anos".
Conclusão
Com os seus sistemas SCR, a H+H está a ajudar a reduzir significativamente os encargos para o ambiente e para a sociedade. Isto também é possível graças aos sensores precisos e fiáveis da ifm.
