Las velas cilíndricas podrían reducir hasta un 90% el consumo de combustible de los cargueros

Un nuevo sistema impulsado por el viento de la empresa emergente CoFlow Jet, que se asemeja a un conjunto de soportes de puente colocados por error en un carguero, pretende reducir hasta un 90% los costes de combustible de los buques utilizando cilindros fijos sin ninguna pieza móvil.

Con la doble presión del aumento del coste del combustible y los estrictos mandatos de los gobiernos para que las navieras alcancen la neutralidad de carbono en 2050, existe un importante impulso para mejorar la eficiencia de los buques de carga al tiempo que se reducen sus emisiones. Uno de los enfoques consiste en revisar los métodos históricos y reintroducir las velas para aprovechar el viento.

Retos de las velas tradicionales en el transporte marítimo moderno

A primera vista, esta idea parece lógica. Las velas se han utilizado para propulsar barcos en todo el mundo durante miles de años y siguieron empleándose en el transporte comercial hasta después de la Segunda Guerra Mundial. Sin embargo, dos problemas importantes han provocado su declive en el mercado de la carga, salvo para aplicaciones locales muy especializadas.

En primer lugar, las velas tradicionales requieren grandes tripulaciones. Por ejemplo, el clíper Cutty Sark, de 921 toneladas, necesitaba una tripulación de unas 30 personas para manejar las velas y las intrincadas escotas y cabos que las controlaban. En cambio, un portacontenedores moderno de 196.000 toneladas sólo necesita 13 oficiales y marineros, la mayoría de los cuales aprietan botones en lugar de tensar cabos.

El segundo problema es que las velas dependen totalmente del viento. Si el viento sopla con suficiente fuerza y en la dirección correcta, estupendo. Pero si sopla demasiado poco, demasiado fuerte o en la dirección equivocada, es problemático. Si no hay viento, el barco no va a ninguna parte.

A medida que el vapor y el gasóleo se hicieron más prácticos, ofreciendo menores costes de mano de obra y energía a la carta, las compañías navieras relegaron las velas al uso recreativo y exploratorio.

Hoy en día, el concepto de uso de velas está experimentando un resurgimiento similar al que tuvo lugar durante la crisis energética de los años 70, a medida que las navieras exploran versiones modernizadas de esta vieja tecnología para reducir los costes de combustible. En lugar de grandes extensiones de lona sobre mástiles de madera, los nuevos sistemas utilizan como velas cometas, veletas de material compuesto, estructuras hinchables e incluso el casco del barco.

GeCheng Zha, catedrático de Ingeniería Aeroespacial y director del Laboratorio de Aerodinámica y Dinámica Computacional de Fluidos de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Miami, está empleando un método inspirado en los rotores Flettner desarrollados en los años veinte, pero con una importante modificación.

Innovación en la propulsión eólica

Los rotores Flettner son grandes cilindros giratorios que crean empuje aerodinámico perpendicular al flujo de aire que pasa sobre ellos. Sin embargo, los cilindros CoFlow Jet de Zha no giran. En su lugar, aspiran parte del aire que pasa por encima y a través de ellos, y luego lo expulsan por otra parte del cilindro. Al tomar una pequeña cantidad de aire, presurizarlo con un impulsor y liberarlo por una salida, se crea un desequilibrio de presión y se genera un empuje considerable a lo largo de toda la longitud de los cilindros.

Según Zha, el resultado es un sistema de propulsión eólica muy eficaz, capaz de proporcionar el 100% del empuje necesario para mover el barco gracias a su elevado coeficiente de sustentación y a la reducción de la resistencia aerodinámica. A diferencia del sistema Flettner, no hay piezas giratorias, y puede reducir el consumo de combustible hasta un 50% en los grandes cargueros y un 90% en los más pequeños.

Aunque estas cifras puedan parecer impresionantes, es importante recordar que cualquier velero puede conseguir una reducción del 100% del combustible desplegando sus velas y apagando sus motores, dependiendo de las condiciones del viento. Sin embargo, otra ventaja de este sistema es que puede adaptarse a buques ya existentes, y los cilindros pueden replegarse para facilitar las maniobras de entrada y salida de los puertos.

“Lo viejo vuelve a ser nuevo”, afirma Zha. “Con los avances tecnológicos actuales, la propulsión eólica es una alternativa eficaz a los motores diésel. La mayor ventaja es su respeto por el medio ambiente: una forma eficaz de descarbonizar el sector del transporte marítimo, responsable de cerca del 3% de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero. La industria naviera se ha resistido al cambio debido a la potencia de los motores diésel, pero con la creciente presión, tendrá que adaptarse de buena o mala gana”.