El sector marítimo tendrá que electrificarse para cumplir con las regulaciones que restringen las emisiones de NOx y SOx, gases perjudiciales generados por los sistemas de propulsión que utilizan motores de combustión. Entre las diferentes tecnologías viables, las baterías de tracción podrían ser la opción más adecuada para ajustarse de manera económica y técnica a las demandas de potencia, energía y autonomía de los grandes barcos transoceánicos. Sin embargo, no son la única alternativa disponible.
Las mencionadas regulaciones medioambientales que exigen a las empresas navieras ser neutrales en carbono para 2050, y el incremento del coste de los combustibles, obligan a acelerar la eficiencia energética de los grandes buques de carga reduciendo así sus emisiones. Una forma de lograrlo es recurriendo a una tecnología milenaria como las velas.
El viento es el mejor aliado de los barcos
Las velas fueron esenciales para la navegación comercial hasta después de la Segunda Guerra Mundial. Su formato provocaba dos problemas que llevaron a prescindir de ellas, más allá de la navegación recreativa, llevando a los grandes buques a emplear vapor y diésel. El primero es que requieren grandes tripulaciones y el segundo es que hacen depender completamente de la idoneidad del viento para lograr velocidad de avance.
Así, por ejemplo, un barco de 921 toneladas necesita una tripulación de unas 30 personas para manejar las velas, mientras que un buque portacontenedores moderno de 196.000 toneladas solo requiere 13 tripulantes, la mayoría operando máquinas y botoneras lugar de manipular cuerdas.
La tecnología al rescate de las velas
Desde la crisis energética de los años 70, comenzó a resurgir la idea de retomar el empleo de velas para reducir el coste de los combustibles. La investigación ha permitido modernizar este aparatoso sistema, especialmente, con versiones modernizadas. Entre las ideas que han surgido en los últimos tiempos están el empleo de grandes cometas, las veletas de materiales compuestos, las velas inflables o incluso utilizar el propio casco del barco como vela.
GeCheng Zha, profesor de ingeniería aeroespacial en la Universidad de Miami, ha trabajado en un planteamiento basado en los rotores Flettner, que ya se usaban en la década de 1920, y que funcionan utilizando el efecto Magnus basado en unos grandes cilindros giratorios instalados en la cubierta del barco.
Cuando el viento pasa sobre estos cilindros en rotación, se genera una diferencia de presión entre los lados del cilindro debido al cambio en la velocidad del aire, lo que produce un empuje perpendicular al flujo del viento. Este empuje adicional ayuda a propulsar el barco, reduciendo la necesidad de usar los motores principales y, por ende, el consumo de combustible.
Basándose en esta idea Zha aplica una modificación esencial que reduce las necesidades energéticas y prescinde de todo tipo de motores eléctricos porque los cilindros CoFlow Jet no giran. Utilizan el viento que pasa a través de ellos para expulsarlos por otro lado del cilindro, generando un desequilibrio de presión y un empuje a lo largo de toda su longitud.
Según Zha, este sistema es extremadamente eficiente y puede proporcionar el 100% del empuje necesario para mover el barco, con un coeficiente de sustentación muy alto y una reducción significativa de la resistencia aerodinámica. A diferencia de los rotores Flettner, no tiene piezas giratorias y puede ofrecer una reducción de combustible de hasta el 50% en grandes buques de carga y del 90% en barcos pequeños.
Aunque puede parecer sorprendente, es importante considerar que cualquier barco a vela puede reducir su consumo de combustible al 100% utilizando solo velas y apagando los motores, aunque esto depende de la fuerza y dirección del viento. Otra ventaja del sistema de CoFlow Jet es que se puede adaptar a los buques existentes y que los cilindros se pueden retraer para facilitar la entrada y salida del puerto.
"Lo viejo vuelve a ser nuevo", afirmó Zha. "Con los avances tecnológicos actuales, la propulsión asistida por el viento es una alternativa eficiente a los motores diésel. La principal ventaja es que es respetuosa con el medio ambiente y una forma efectiva de descarbonizar la industria naviera, responsable de aproximadamente el 3% de las emisiones globales de gases de efecto invernadero. La industria naviera ha sido reacia al cambio debido a la potencia de los motores diésel, pero ahora, con la creciente presión, tendrá que adaptarse voluntariamente o no".
