Energía eólica en el transporte marítimo: ¿Qué tan buena idea es?

Recientemente, los buques mercantes impulsados por el viento han vuelto a ser noticia. Una empresa llamada Windship Technology se ha asoció con la sociedad de clasificación DNV para producir un diseño revolucionario de un buque de carga de graneles sólidos impulsado por el viento. El diseño es tan revolucionario que sus promotores lo han bautizado como el "Tesla de los mares", (en la imagen), reporta Alphabulk.

El diseño incluye "un nuevo sistema de propulsión eléctrica que elimina el CO2, el NOx, el SOx y las partículas hasta llegar a un verdadero cero emisiones, al tiempo que incorpora en el conjunto del diseño grandes paneles solares, la captura de carbono, formas optimizadas del casco y un software especializado de trazado de rutas meteorológicas".

En Alphabulk se muestran desconcertados ya que, si efectivamente la empresa ha desarrollado un sistema eléctrico diésel que elimina todas las emisiones, ¿por qué molestarse en poner velas a bordo? Es mejor promoverlo en la industria naval tal como está, ya que evidentemente sería una solución para lograr una industria neutra en carbono para el año 2050.

Sobre todo, porque, según indica la web de la compañía "el sistema Windship es una fuente de energía auxiliar, cada aparejo es un conjunto de tres alas verticales de 35 metros de altura".

Si sólo es un sistema auxiliar, es poco probable que sea económicamente viable, ya que el coste del sistema debe añadirse al costo del barco, mientras que el propio barco costará más debido al refuerzo de la cubierta bajo los mástiles, y al suministro de energía adicional para "plegar" estos mástiles con el fin de no interferir con la navegación en aguas estrechas y poco profundas y con las operaciones comerciales.

Estos costes adicionales podrían pagarse fácilmente si el sistema proporcionara la mayor parte de la energía del buque, pero no si es sólo un sistema auxiliar. En cualquier caso, aunque fuera su principal fuente de energía, éste seguiría necesitando un motor normal que le proporcionara energía en situaciones de emergencia, como el mal tiempo y las tormentas.

Pero el debate sobre la potencia principal frente a la auxiliar es interesante, ya que es sólo una fracción de la energía contenida en el combustible quemado por el motor principal de un buque es la que realmente acaba moviéndolo. Es más, sólo un 24% de la energía contenida en el combustible quemado termina como energía de empuje. Por lo tanto, un Kamsarmax moderno con un motor principal de unos 10.000 Kw, sólo necesita 2.400 kw para impulsarse, con las consiguientes pérdidas por la fricción del aire y el agua.

En comparación con la energía eólica, el 100% de la energía generada por la acción del viento sobre las velas termina empujando el buque Así que lo interesante es darse cuenta de que, al equipar un buque con velas, teóricamente sólo tienen que producir una cuarta parte de la potencia de un motor principal para proporcionar el mismo empuje.

Ángulo del viento

Pero lo anterior es un debate académico, porque el buque necesita un motor principal no sólo por motivos de seguridad, sino porque el viento es, por definición, caprichoso en cuanto a su dirección y fuerza, y la potencia generada por las velas expuestas al viento está en función del ángulo en el que el viento golpea las velas.

En la tecnología propuesta por Windship, la máxima potencia se obtiene entre los ángulos de viento real de 80 a 120 grados. Ahora, conviene tener en cuenta que la velocidad media del viento en el mundo es de... 7,4 nudos, y que esta media incluye 40, 50 y 60 nudos.

Así que, aunque el diseño propuesto incluye importantes mejoras tecnológicas que permiten construir mástiles mucho más bajos que los que se han propuesto habitualmente, como los del megayate "Sailing Yacht A", que tienen 90 metros de altura, por lo que no estamos convencidos de que el sistema propuesto por Windship pueda ser económicamente viable en un buque normal. Aunque, "estaremos interesados en ver los elementos de costo cuando estén disponibles", apuntan desde Alphabulk, donde señalan directamente que "no creemos que flotas enteras de grandes buques, como los Panamax, puedan ser, y sean, propulsados por el viento".

De acuerdo con la consultora para buques muy especializados y típicamente pequeños, es evidente que hay un futuro para la propulsión eólica, en los que utilizan el viento como fuente principal de energía y no como energía auxiliar. Ya hay un puñado de veleros que cruzan el Atlántico para transportar bienes de alta gama, como ron y cacao de alta calidad, mientras que Michelin ha firmado recientemente una carta de compromiso para un posible servicio especializado entre Canadá y Francia.

Mientras tanto, hay un grupo de inversores que está buscando financiación para un proyecto llamado "ecoclipper", que consiste en construir un velero utilizando un diseño mejorado del antiguo Clipper. Incluso la poderosa Agencia Espacial Europea está solicitando propuestas a través de una RFP para construir un buque impulsado por el viento para llevar el cohete espacial Arianne 6 desde Europa hasta la Guayana Francesa.

Lecciones en tierra

Entonces, ¿por qué el viento aparece periódicamente como la energía elegida para alimentar la flota mercante? En primer lugar, el viento impulsó la flota mercante durante cientos de años hasta hace relativamente poco. De hecho, el último buque mercante impulsado por el viento, el famoso "Pamir", dejó de operar en 1957.

En Europa y en muchos otros lugares del mundo, los parques eólicos se han convertido en algo habitual. Y esto es un problema porque cuando se habla de una turbina eólica de, por ejemplo, 2 MW no se menciona el hecho de que la potencia de 2 MW se basa en un viento de 80 km/h. Con un viento de, por ejemplo, 40 km/h, la potencia del aerogenerador bajará a 0,250 MW, mientras que con un viento de 20km/h la potencia baja a 0,03MW (la potencia está en función de la velocidad del viento en la potencia.

Así que la capacidad nominal es muy engañosa y casi nunca se alcanza. Por no hablar de la inestabilidad que los parques eólicos aportan a la red. En algunos casos, esto ha llevado a una regulación que exige la construcción de centrales eléctricas diésel cerca de los nuevos parques eólicos, o a la construcción de parques eólicos para que los generadores diésel puedan tomar el relevo cuando no haya suficiente viento, para proteger la red.

Por todas estas razones, Alphabulk sugiere que nunca volverá a haber un número significativo de buques mercantes con energía eólica en el mar, aunque sólo el futuro lo dirá.

Por MundoMarítimo