¿Nuevas tecnologías para la propulsión de pesqueros?

Por Guillermo Gefaell. Ingeniero Naval.

El alto precio de los combustibles hoy en día, particularmente el del gasóleo, están llevando a las flotas pesqueras a unas situaciones límites por su incidencia en el costo de explotación, ya que esta partida supera actualmente, en muchos casos, el 30% de los mismos.

Este problema es particularmente importante en los pesqueros de gran altura y entre ellos, paradigmáticamente, los arrastreros de gran caballaje. Para reducir este gasto, sin perjudicar la duración de los tiempos de viaje o la potencia necesaria para las faenas de pesca, ha hecho necesaria la búsqueda y aplicación de varias soluciones, que van desde el rediseño de formas, hasta la aplicación de mejores pinturas de carena, así como la busuqueda de sistemas alternativos que permitan ahorros intrínsecos de combustible. Según datos publicados en el libro “Winning the Oil End Game” se pueden conseguir los siguientes incrementos de eficiencia por los siguientes métodos: 
Mantenimiento de la hélice: Hasta un 5%. Reducción de fricción en obra viva: Hasta un 34% (!)Optimización de las rutas: Hasta un 4% Autopiloto adaptativo: Hasta un 2,5% Optimización de formas: Hasta un 3% Incremento de la eslora del buque (Para la misma potencia): Puede ser muy significativo (Hasta un 30% doblándola). Nuevos sistemas propulsivos de mayor eficiencia energética. Dependerá del sistema, como veremos.

Las nuevas tecnologías para los sitemas de propulsión, y algunas otras ya existentes, comienzan a parecer rentables y deseables, no solo por sus beneficios económicos, sino también por los medioambientales que se pueden obtener. Dentro de los sistemas que podemos citar, no todos aplicables a pesqueros, resaltan los siguientes: 

Diseño de hélices más eficientes. En este campo se están experimentando algunos desarrollos interesantes, como las hélices de composite, que permiten un a gran reducción de su peso, menor coeficiente de fricción, reducción de ruidos y vibraciones, así como ahorro de energía. Se puede leer un artículo sobre el tema enwww.dogma.org.uk (Pinchar para ver).


Otros diseños interesantes de propulsores, aunque de poca aplicación a pesqueros salvo, tal vez, casos muy especiales, son los siguientes: 
– La “Whale Tail Wheel”, propulsor trocoidal de eje horizontal, inspirado en el principio de actuación de las colas de las ballenas. . Permite rendimientos que superiores a los propulsores convencionales. Muy adecuada para calados restringidos.


Más info en: Marinetalk y The National Academic Press

– Hydrodynamic Flushing: Sistema desarrollado por unos estudiantes noruegos en su doctorado, consiste en inyectar chorros de agua sobre la superficie de la proa del buque, que gracias a su diseño produce sutentación.


(Pinche en la imagen para ver más información)

Adaptación de los motores de gasóleo para quemar fuelóleo, combustible bastante más económico (del orden del 50%), en los casos en que esto sea posible. Las modificaciones consisten básicamente en la calorifugación de tanques y aislamiento de tuberías, así como el cambio de los equipos de depuración y ajuste del motor propulsor. Viable sólo en algunos de los grandes pesqueros actuales que montan motores convertibles. Tiene el problema adicional de las mayores emisiones de azufre, para controlar las cuales hay que dotar sistemas para depuración de los gases de escape. 

Sustitución del motor propulsor por uno de fuelóleo: Factible en barcos de nueva construcción, es poco aplicable a buques en activo, dado el importante costo de la obra de reforma, que puede hacer inviable económicamente el proyecto. Hay desde hace tiempo buques pesqueros en servicio con este sistema, instalado ya desde nueva construcción. Mismos inconvenientes medioambientales anteriormente citados. 

Gas natural Su utilización en pesqueros está siendo estudiada su aplicación dentro del proyecto “Peixe Verde” del Puerto de Celeiro, en el que participa el IDAE y otras entidades. El combustible tiene un precio del orden del 50% del gasóleo, lo que resulta muy atractivo, pero será necesario esperar resultados en función de la amortización del sobreprecio por la instalación del nuevo sistema. En el proyecto se abordan dos aplicaciones piloto: Un barco de bajura en el que se utilizará energía solar y eólica como apoyo a una propulsión eléctrica, y un barco tipo pinchero en el que se probará un motor de gas alimentado con GLP y GNL. Ver página web.

Células de combustible: Usadas por la NASA desde 1960, su aplicación al sector naval está aún incipiente. Se realizó recientemente un estudio por parte de la Unión Europea, el FCSHIPS, pero no parece que esta tecnología vaya a ser aplicada en el corto plazo, debido a su todavía alto precio y empacho de los tanques de combustible. Solamente algunas unidades del Coast Guard, en USA, utilizan actualmente plantas de carbonato fundido para los auxiliares. Se está estudiando su uso conjunto con otras fuentes renovables, como el viento y la energía solar. Un ejemplo lo podemos ver en el futurístico car-carrier de la imagen, concepto desarrollado por Wallenius Wilhelmsen.


Sistemas híbridos diesel-eléctricos:
Esta tecnología, de uso común en otras flotas, puede permitir significativos ahorros de combustible y mantenimiento, al optimizar el uso de la energía para propulsión y la de los sistemas de a bordo, así como otras ventajas importantes. Se ha estudiado su aplicación a pesqueros dentro del programa EUREKA y en Japón se ha construido ya un primer pesquero, el atunero (long-liner) de 60 mKatsuei Maru. La amortización del sobreprecio del sistema, con ahorros de hasta el 30% en combustible según los usos, se produce en 2 a 4 años. El uso de semiconductores permite obtener motores de muy poco empacho y gan potencia. Se puede ver más info sobre superconductores aplicados a motores marinos en: American Superconductor. Una tecnología que posiblemente se expanda en el sector pesquero en un futuro próximo. Para más información ver el interesante artículo: “How diesel-electric propulsion saves fuel”.


“Vizconde de Eza”


Utilización de biodiesel/biomasa:
Debido a que el biodiesel se obtiene básicamente de la agricultura intensiva de granos oleaginosos, no parece probable que su precio pueda llegar a ser atractivo en el corto plazo para su uso en buques, aunque, por motivos mediambientales, este tipo de combustible está en expansión en el mundo. Hay una cierta posibilidad en un sistema desarrollado por la empresa Clean Energy Systems, de Sacramento, USA, que ha desarrollado un quemador que trabaja igualmente bien con carbón de alta o baja pureza, hidrocarburos y varios tipos de biomasa, produciendo vapor de agua utilizable para propulsión. ¿Tal vez una nueva era de barcos mercantes a vapor?


La Turbina Vorticial Jirnov:
Desarrollada por General Vortex Energy, USA,  en colaboración con el Departamento de Investigación Naval de la Marina USA, produce eficiencias térmicas entre el 58 y el 70%, según comunican. Utiliza un ciclo modificado brighton sobre una turbina tradicional. Todavía en fase de desarrollo, en Marzo 2006 se probará un nuevo prototipo de 125 kW. Es posible que veamos estas turbinas en un futuro próximo en mercantes y buques de pasaje e incluso en pesqueros y embarcaciones de recreo.


Prototipo experimental de 25 kW.
(Pinche en la imagen para acceder a un artículo sobre el tema)


Motores más eficientes en general:
Solo para dar una idea del desarrollo de nuevos motores, puede visitarse la página: http://freeenergynews.com/Directory/Engines/index.html

Propulsión Magnetohidrodinámica (MHD): Aunque es ciencia ficción todavía para el mundo de la pesca y de la marina mercante en general, su aplicación a un prototipo de buque tipo SWATH de 20 nudos está ya en estudio y en Japón se han desarrollado las unidades experimentales Yamato I y II. La eficiencia propulsiva teórica es todavía muy baja, por lo que realmente no es un sistema que permita ahorros. Solo como curiosidad.

Baterías betavoltaicas de Tritio: En desarrollo por la Universidad de Rochester, se basan en un gas de tritio de 12,3 años de semivida,  que emite electrones que son captados por placas de silicio con millones de microagujeros por metro cuadrado, lo que puede aumentar hasta en  160 veces la energía generada por las baterías betavoltaicas tradicionales y….¡No necesitan reemplazarse si no cada 10 años, aproximadamente! Actualmente se consiguen potencias del orden de 25 kW por kilo, con muy pequeñas pérdidas de calor.  De alto precio y sin aplicaciones para grandes potencias,  también son todavía ciencia ficción para buques o embarcaciones. 

Velas Rígidas: Cierta cantidad de buques han sido dotados en el pasado, particularmente en Dinamarca y Japón, con velas rígidas que producen más empuje que las velas convencionales y menos escora, como elemento de propulsión auxiliar. El problema es que cuando no hay viento, o este no es favorable, la resistencia de las velas perjudica el rendimiento global. Adicionalmente obliga a incrementar la tripulación del buque. Si se introduce además el costo de inversión, se han reportado en el pasado aumentos globales del 10% en los costes de explotación a lo largo de la vida útil, por lo que no eran económicamente viables. Se están realizando actualmente nuevos prototipos y, si los precios del combustible siguen aumentando, tal vez este sistema se demuestre rentable.


Cometas (Kites):
Una compañía alemana ha desarrollado recientemente un sistema automatizado, basado en el mismo principio que el kiteboarding, adaptable a buques nuevos y a casi todos los buques o embarcaciones en activo, según declaran. Consiste en un ala que se infla con aire a presión y que se eleva hasta 500 m sobre la superficie del mar, para buscar los vientos más favorables. Parece que se consiguen empujes superiores incluso a los de las velas rígidas, desarrollando una potencia máxima del orden de 2 HP por metro cuadrado de vela, lo que es notable. Se dice que estas velas pueden producir velocidades superiores a 13 nudos en buques de miles de toneladas de desplazamiento. La compañía espera que induzcan ahorros de combustible hasta el orden del 50%, según el tipo de buque, y afirma que no se requiere incremento de la tripulación. Adicionalmente este sistema mejora la calidad de los movimientos del buque, estabilizándolo notablemente ¿Un futuro cercano y deseable para los barcos pesqueros?


(Pinche en la imagen para acceder al sitio de SkySails)

La aplicación de nuevos sistemas propulsivos a la flota pesquera se hace cada día más apremiante. Pero, sin duda, será necesario un empuje decidido de las organizaciones empresariales, como la de Celeiro, vía la adopción de otros sistemas más eficientes ya probados, o la realización de proyectos piloto que busquen el apoyo de financiamiento con fondos oficiales, para los sistemas emergentes. La iniciativa de los armadores, como en otras muchas ocasiones anteriores, es fundamental para ello. 
Una adopción imaginativa y decidida de sistemas más eficientes energéticamente, redundará en mejores cuentas de explotación para el sector, hoy castigado en muchos frentes, una ayuda importante para las cuentas de importación de petróleo del país y una mejora de la calidad del medio ambiente para todos.

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3 respuestas a ¿Nuevas tecnologías para la propulsión de pesqueros?

  1. jose orincen dijo:

    Tambien existe la posibilidad de ahorrar combustible o gasoleo con un sistema de combustión mas eficiente, las combustiones incompletas derrochan o tiran en gran medida combustible, este combustible que se expulsa por la tuberia de escape sin quemar no produce energia o trabajo real y simplemente se desaprovecha, ademas origina polución por hidrocarburos sin quemar que contaminan el medio ambiente.

    Para lograr un sistema de combustión eficaz, puede tener que emplearse otro combustible mucho mas barato que el gasoleo que resulte practicamente gratis o a muy bajo precio que proporcione potencia y ayude al combustible primario a su quema total, uno de estos combustible puede ser el hidrogeno obtenido in situ (en la embarcación)por sistemas de energia renovables casi sin costo, con esta tecnica se pueden alimentar las celulas con energia electrica suministrada por baterias, aerogeneradores etc..

    un ejemplo de esta tecnologia eficaz pueden encontrarlo en la siguiente Web: http://www.ecoenergyfuel.com/

    La tecnologia de las celulas de combustible al servicio de la flota pesquera.

    Un saludo.

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