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Así es cómo los barcos reciclarán energía para ser más sostenibles

La emergencia climática nos obliga a encontrar alternativas a los combustibles fósiles en todos los ámbitos de nuestra vida, más allá de la industria o la producción energética. Si atendemos a las recomendaciones del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre Cambio Climático, para 2050 ya deberíamos haber reducido a la mitad las emisiones de gases de efecto invernadero, un objetivo muy ambicioso que no podrá materializarse sin una profunda revolución de un sector determinante: el del transporte.

Según fuentes comunitarias, este sector es responsable de más del 30% de las emisiones de CO2 producidas en la Unión Europea, de las cuales un 72% pertenece al transporte por carretera. La electrificación del parque automovilístico es uno de los principales hitos de esa transición energética, pero la revolución verde del transporte va mucho más allá de los vehículos eléctricos. En el avance hacia la transición energética, un factor clave es encontrar una alternativa válida para el transporte marítimo y aéreo.

Barcos menos contaminantes

Si bien la industria aeronáutica está dando importantes pasos para desprenderse de los combustibles fósiles, los buques mercantes siguen siendo la alternativa pendiente. Y no es para menos, pues, según un estudio elaborado por la Organización Marítima Internacional (OMI), este sector emite a la atmósfera más de 1.000 millones de toneladas de gases de efecto invernadero al año.

Pero convertir un sector tan contaminante como este no es tarea fácil. La energía solar puede ser una alternativa para barcos de tamaño pequeño o mediano, pero desplazar un enorme buque portacontenedores de más de 400 metros de eslora en mitad del Pacífico requiere de una solución alternativa. Algunas de las navieras más grandes del mundo, como Maersk, han tomado la delantera alimentando sus grandes barcos con metanol, un combustible con muchas menos emisiones -y el doble de caro- pero la gran mayoría de los buques mercantes que surcan el océano siguen desplazándose quemando fuel.

Teniendo en cuenta estas limitaciones, una estrategia más factible podría ser el ahorro de combustible. Es la conclusión a la que llegó un equipo de investigadores de las universidades de Huelva y Jaén que idearon un nuevo sistema para que los motores de los barcos emitan menos gases contaminantes.

La clave está en la temperatura

Los barcos se propulsan mediante una serie de motores diésel de gran potencia que operan a un 50% de su rendimiento. Esto es, la otra mitad de la energía térmica del combustible se pierde en forma de calor residual a través de los gases de escape, cuya temperatura oscila entre los 300 y los 500 ºC. El proyecto eCCoSHIP busca, precisamente, aprovechar toda esa energía perdida.

La mitad de la energía térmica del combustible de los barcos se pierde en forma de calor residual a través de los gases de escape.

A tal efecto, los investigadores han creado un sistema de recuperación energética conocido como “ciclo orgánico de Rankine” (ORC, por sus siglas en inglés), un modelo similar al que emplean las centrales térmicas para hacer pasar el vapor de agua por una turbina y convertirlo en energía eléctrica. En el caso del ORC, se sustituye el agua por un fluido orgánico que se evapora a menor temperatura, lo que nos permite utilizar los gases de escape en un intercambiador que sustituiría a la caldera.

El sistema permitiría así aprovechar parte de esa energía térmica producida por el propio barco para generar electricidad, una alternativa, alegan sus descubridores, especialmente eficiente en barcos dotados de sistemas de propulsión eléctrica, en los que el motor diésel acciona un generador eléctrico que alimenta una red a la que se conectan motores eléctricos que accionan las hélices del barco. En estos casos, el dispositivo ORC podría inyectarse en la red y reutilizarse para la propulsión del barco. El único requisito es la sustitución de redes de corriente continua a otras de corriente alterna, lo que permite el aprovechamiento de todo ese calor residual.

Ahorro de combustible y reducción de emisiones

“El sistema permite que los motores diésel operen alrededor de su velocidad óptima de funcionamiento”, explica Juan Pérez Torreglosa, profesor de la Universidad de Huelva y director del proyecto, a National Geographic España a través del correo electrónico. El experto asegura que actualmente hay estudios que cifran en torno al 20% el ahorro de combustible, mientras que otros cuantifican la reducción de emisiones alrededor de un 15 o un 20% por trayecto.

Y ese no es el único beneficio. Según afirma Torreglosa, el cambio a corriente continua aporta otras ventajas energéticas, como pueden ser un menor peso de los componentes eléctricos del barco, que podrían reducirse entre 115 y 85 toneladas, lo que reduciría todavía más la cantidad de energía necesaria para desplazarse.

Un gran buque granelero reposta combustible en alta mar. Casi la totalidad de los grandes buques mercantes siguen propulsándose a partir de combustibles fósiles. 

Y a efectos prácticos, ¿serviría este dispositivo para mover buques de gran tonelaje?, preguntamos al experto. “En los últimos diez años, los barcos de propulsión eléctrica se han impulsado sobre todo para cruceros, buques de guerra, rompehielos, buques de suministro de plataformas petroleras y gasísticas en alta mar, así como buques transportadores de gas natural licuado”, apunta Torreglosa, quien argumenta que la flota mundial de buques de propulsión eléctrica es cada vez mayor. En este sentido, argumenta, no sería extraño que se acaben incluyendo otro tipo de grandes barcos, como los mercantes o los transatlánticos, que podrían beneficiarse del ahorro energético de un sistema como eCCoSHIP. Sería una gran noticia para un sector que por sí solo representa más del 3 % de las emisiones antropogénicas, un dato que podría duplicarse en 2050 con el previsible aumento del tráfico de mercancías.