Sistemas Eléctricos Marinos: Clasificación de Consumidores y Plantas de Energía en Buques

Clasificación de Consumidores Eléctricos en Buques

La correcta clasificación de los consumidores eléctricos a bordo de un buque es fundamental para garantizar la seguridad, la operatividad y la eficiencia energética. A continuación, se detallan las categorías principales según su importancia para las condiciones de servicio del buque:

Consumidores Esenciales y No Esenciales

Los consumidores esenciales son aquellos equipos y sistemas vitales para el mantenimiento de las condiciones de propulsión, maniobrabilidad, habitabilidad mínima y conservación de la carga. Se subdividen en:

Esenciales Primarios

• Son aquellos que requieren una operación continua e ininterrumpida.
• Ejemplos: Sistemas de control de gobierno, auxiliares de las máquinas principales (bombas de lubricación, refrigeración, combustible), sistemas de navegación críticos.

Esenciales Secundarios

• Son aquellos que, aunque esenciales, no necesitan mantenerse en operación continua.
• Ejemplos: Luces de navegación, bombas contraincendios, sistemas de comunicación de emergencia, sistemas relacionados con condiciones mínimas de habitabilidad (cocina, calefacción, ventilación básica).

Consumidores No Esenciales

• Son aquellos equipos cuyo fallo no afecta la operación ni la seguridad del buque.
• Ejemplos: Grúas de carga, iluminación de bodegas (no crítica), sistemas de entretenimiento, equipos de confort no vitales.

Consumidores de Emergencia

En este grupo se incluyen todos los servicios que deben funcionar en una situación de emergencia para garantizar la seguridad de la vida humana en el mar y la integridad del buque. Todos los servicios de emergencia son, por definición, esenciales y deben poder alimentarse tanto desde la planta principal como, en caso de fallo de esta, desde la planta de emergencia.

• Ejemplos: Bombas contraincendios de emergencia, luces de navegación de emergencia, estaciones de evacuación, servomotor de emergencia, sistema de sprinklers, sistemas de alarma.

Tipos de Plantas Eléctricas en Buques

La arquitectura eléctrica de un buque se basa en diferentes plantas de generación y distribución de energía, cada una con funciones específicas y requisitos normativos.

Planta Principal

Es el corazón del sistema eléctrico del buque, encargada de suministrar energía en condiciones normales de operación.

• Se encarga de suministrar energía al buque en condiciones normales.
• La normativa exige que todos los servicios esenciales puedan ser alimentados por un solo generador.
• La falta total de energía suministrada por esta planta (conocida como “Blackout”) supone una situación grave para la operación y seguridad del buque.
• Cuando la energía de la planta principal es necesaria para la propulsión o la potencia total instalada es mayor de 3 MW, la barra colectora principal debe ser dividida, como mínimo, en dos partes.
• Las conexiones de los generadores y de los consumidores esenciales deben ser duplicadas para mayor fiabilidad.

La planta principal debe disponer de medios para:

• Asegurar el suministro continuo de energía eléctrica.
• Mantener la alimentación de los servicios esenciales primarios en caso de pérdida de cualquier generador.
• Estos medios son aún más críticos cuando la planta principal forma parte integral del sistema de propulsión y gobierno del buque.

Planta de Emergencia

Diseñada para operar cuando la planta principal falla, garantizando el suministro a los servicios de emergencia.

• Todos los buques deben disponer de esta planta, completamente independiente de la principal.
• Su puesta en servicio debe ser rápida y automática.
• Debe estar situada por encima de la cubierta más alta, en un local independiente y accesible.
• No debe estar protegida por sobrecargas, para asegurar su funcionamiento en situaciones críticas.
• Estará conectada directamente al cuadro de emergencia, el cual, en caso de fallo del cuadro principal, se conectará automáticamente a los servicios de emergencia.

El proceso de conexión del cuadro de emergencia en caso de fallo del cuadro principal sigue estos pasos:

1. Arrancar el generador de emergencia (GE).
2. Abrir el interruptor del cuadro principal (B).
3. Cerrar el interruptor del cuadro de emergencia (A).

Cuando la planta principal recupera la tensión, la reconexión a la planta de emergencia puede realizarse de dos formas:

1. Mediante un micro-apagón (miniblackout):
   • Ventaja: Los generadores no trabajan en paralelo, simplificando la operación.
   • Desventaja: Los servicios de emergencia experimentan un breve corte de energía.
2. Mediante el modo de realimentación (sincronización):
   • Se cierra el interruptor B a través de un sincronoscopio, permitiendo que los generadores trabajen en paralelo por un breve periodo.
   • Una vez que el generador de emergencia (GE) ha soltado la carga, se abre el interruptor A.
   • Ventaja: No se necesita un sincronizador ni un repartidor de carga dedicado para la transferencia, y se minimiza el corte de energía.
   • Desventaja: Requiere una operación más compleja y precisa.

Planta Transitoria

Compuesta por baterías, proporciona energía inmediata a servicios críticos durante la transición entre la planta principal y la de emergencia, o en caso de fallos menores.

• Tradicionalmente compuesta por baterías y situadas en locales altos y con buena ventilación, aunque actualmente se instalan de manera distribuida entre los distintos consumidores.
• La fuente transitoria es obligatoria para buques de pasaje y buques de carga si el generador de emergencia tiene arranque manual.
• En esta red estarán conectados servicios de emergencia que requieren alimentación ininterrumpida, como:
  • Control y automatización esenciales.
  • Comunicaciones y equipos de sistemas de navegación.
  • Alumbrado de escapes de emergencia.
• Nota: No todos los equipos de emergencia se conectan a la fuente transitoria, solo aquellos que requieren alimentación inmediata y sin interrupciones.