Buques con propulsión eólica: una nueva-vieja tecnología naval

Un buque tanque que transporta casi 110.000 toneladas de petróleo entre el Medio
Oriente y Europa no suena como un navío ecológico. Pero el Maersk Pelican es único
entre los mayores barcos de carga del mundo porque no utiliza sólo combustibles fósiles
para su propulsión.

El 29 de septiembre llegó a Arabia Saudita en su primer viaje desde la instalación de dos turbovelas de 30 metros.

Los barcos de carga a carbón y petróleo terminaron con la energía eólica en el siglo XIX. Pero ahora vuelve el interés por la propulsión eólica y por las turbovelas en particular, al
buscar maneras de reducir los gastos de combustible.

Instalados en la cubierta del barco, estos cilindros gigantes rotativos lo impulsan usando
el “efecto Magnus”, la fuerza aerodinámica que hace que una pelota de fútbol o de tenis que giran “con efecto” hagan una trayectoria curva.

Vivimos rodeados de objetos sujetos al efecto Magnus. Suponiendo que vemos desde arriba una pelota disparada por Messi mientras ésta avanza, y como Lio le dio “de chanfle” la redonda vuela girando en sentido horario. Al aire a través del cual se mueve le número 5 se acelera en su lado derecho. Eso provoca un descenso de la presión dinámica de aire de ese mismo lado derecho, y por lo tanto una zona de relativo vacío que hace que la pelota se desvíe hacia la derecha y engañe al arquero.

La aceleración desigual del aire (mayor en la parte superior respecto de la inferior) es también lo que hace volar el ala de un ave o de un avión, y también lo que hace avanzar un barco a vela: cuando el viento hincha el velamen, el flujo de aire es más veloz donde éste forma una superficie convexa, y donde el aire corre más rápido, su presión baja y genera vacío. El barco, por ende, es atraído en esa dirección. Lo dicho, el mundo que nos rodea está lleno de ejemplos de efecto Magnus. De modo que el Maersk Pelican, de un modo muy particular, es una suerte de motovelero. Pero el tubo rotativo en su cubierta superior no tiene en absoluto la estructura o forma de una vela.

El concepto fue demostrado por Anton Flettner, un ingeniero alemán, en la década de
1920, pero las turbo velas no se impusieron, en parte debido a que el carbón era una
alternativa barata. Las primeras que fabricó Flettner eran de metal y tan pesadas que hacían más lentos a los buques, cuando la intención era darles un plus de velocidad sobre la máxima fijada por los motores de vapor.

Las turbo velas desarrolladas por Norsepower, una firma finlandesa, están hechas de
fibra de carbono y son mucho más livianas, dice Tuomas Riski, su CEO. Además son automatizadas, por lo que no se necesita de más marineros para operarlas, a diferencia de la versión de Flettner.

A su vez, además del Maersk Pelican, Norsepower ya las ha instalado en varios otros barcos, incluyendo el Estraden, un ferry que opera entre Holanda y Gran Bretaña, y el Viking Grace, que navega entre Suecia y Finlandia.

El interés en las velas deriva de que pueden reducir la cuenta de combustible y las emisiones, dice Tommy Thomassen, jefe técnico de los buques tanque Maersk.

Las dos turbo velas del Maersk Pelican reducirán la cuenta de combustible 7-10%, pronostica; si se agregara dos más el ahorro podría aumentar al 15-20%. Esto ayuda con
otra prioridad de la industria naviera, que es cumplir con las nuevas metas relativas al
cambio climático que se está fijando la IMO (International Maritime Organization), una dependencia de las Naciones Unidas con capacidad de fijar reglas internacionales sobre la navegación.  

Las emisiones del quemado de “bunker-oil”, el petróleo prácticamente crudo normal hasta hace poco en la industria naviera mundial, estaban matando a unas 70.000 personas/año (según la Organización Mundial de la Salud) entre tripulaciones y vecinos de ubicaciones portuarias. Un paper más reciente, publicado por Nature Communications, da cifras bastante peores: entre 139.000 y 396.000 muertes prematuras/año. Hoy se van imponiendo combustibles menos dañinos por sus emisiones de partículas de hollín, e incluso GLP (gas licuado de petróleo), el más limpio y eficiente de todos.

Pero con el sudeste asiático (particularmente China) como comprador principal de materia prima y exportador número uno de manufacturas, las rutas transpacíficas están mucho más saturadas de “conteineras”, graneleros y otras naves de transporte. Las rutas mismas son otras y en promedio, más largas que las transatlánticas, hasta los ’80 las principales. Todo viaja más lejos y hay más barcos.

Por ello, aunque la emisión naviera de partículas que causan cánceres y EPOC pueda forzarse a la baja, la participación del transporte marino en el recalentamiento de la atmósfera seguirá siendo alta mientras la propulsión sea únicamente térmica y esté basada en “bunker-oil”, el residuo inferior y más bituminoso de las destilerías de petróleo. El búnker es un desastre como combustible: da menos potencia con más emisión de dióxido de carbono, y su combustión rara vez es completa: genera humos negros ricos en hollines, aerosoles de partículas negras llenas de compuestos cíclicos cancerígenos. Pero además el búnker suele tener una gran cantidad de azufre que al emitirse con el humo y mezclarse con la humedad atmosférica genera ácido sulfúrico. Eso es lo que respiran los marineros y la población portuaria.

Aún la más perfecta cámara de combustión de gas genera dióxido de carbono. Las propulsiones mixtas que trata de imponer la IMO (térmica a GLP-eólica) serán resistidas por la industria, pero pueden amesetar un poco el impacto de una flota numerosa como jamás antes en la historia humana, y en crecimiento. El GLP puede mitigar las emisiones de carbón en al menos una cuarta parte, comparadas con la del búnker. No alcanza. La navegación mundial ya es causante del al menos el 3% del recalentamiento de la atmósfera por efecto invernadero… y la cuenta sigue subiendo.

A la larga, esto abre dos vías de propulsión sustitutiva: la nuclear, que encarece más que el GLP la inversión en ingeniería y por ende en el costo inicial del barco, o el regreso mejorado (nuevos materiales, electrónica de control) de los raros velámenes tubulares de Flettner. No será fácil imponerlas en el diseño de barcos como las conteineras, cuyas cubiertas ya están muy abarrotadas por contenedores y grúas.