Transbordadores eléctricos: Autonomía y sostenibilidad

El sector del transporte marítimo, que durante mucho tiempo ha dependido de los transbordadores con motores de combustión, fiables pero perjudiciales para el medio ambiente, se encuentra en un momento crucial. A medida que el sector se adapta a las exigencias de sostenibilidad, los buques eléctricos surgen como alternativas prometedoras.

poniendo ejemplos mundiales, desde los bulliciosos puertos del Estado de Washington hasta las pintorescas costas escandinavas. Además de reducir las emisiones, están redefiniendo el transporte público por agua en el siglo XXI.

El cambio hacia los transbordadores propulsados por baterías se debe a los problemas que plantean los buques convencionales. Los motores diésel, que han sido durante mucho tiempo los motores de los transbordadores, son conocidos por sus importantes emisiones de gases de efecto invernadero, como CO2, metano y óxido nitroso. Estas emisiones no sólo contribuyen al calentamiento global, sino también a la contaminación atmosférica local, siendo los óxidos de nitrógeno y azufre especialmente nocivos para la salud humana.

Además, la ineficacia de estos motores tradicionales conlleva un elevado consumo de combustible y costes operativos. Las complejidades del control de emisiones añaden otra capa de dificultad, ya que a menudo requieren el uso de tecnologías avanzadas de postratamiento para cumplir las normas reglamentarias. En consecuencia, los barcos de pasajeros existentes se enfrentan a una creciente necesidad de alternativas nuevas, más limpias y rentables, que satisfagan las demandas de los modernos sistemas de transporte y tránsito.

En medio de los retos de la industria marítima, la propulsión eléctrica en buques marinos brilla como una innovación prometedora. Las ventajas son múltiples. Los transbordadores eléctricos tienen menores costes operativos y de mantenimiento gracias a la simplificación del diseño de los motores y a la reducción del desgaste mecánico. Este ahorro tiene un efecto dominó en toda la flota, ya que los e-boats requieren un mantenimiento menos frecuente y menos costoso que sus homólogos con motor de combustión.

Otra ventaja es la tranquilidad que la propulsión eléctrica introduce en el entorno marino. Estas embarcaciones se deslizan por el agua con un susurro que contrasta fuertemente con el rugido de los motores diésel. Esto reduce la contaminación acústica y mejora la experiencia del viaje. Además, la redundancia incorporada a los sistemas eléctricos proporciona una red de seguridad de fiabilidad, garantizando que las embarcaciones sigan operativas aunque falle una parte del sistema.

Los transbordadores eléctricos aportan evidentes beneficios medioambientales, tan claros como las prístinas aguas que se esfuerzan por proteger. Al pasar a la propulsión eléctrica, los barcos de pasajeros pueden reducir considerablemente la emisión de gases nocivos como NOx y CO, así como de CO2 y hollín, lo que supone un impacto sustancial en el medio ambiente.

Pensemos en el estrecho de Puget, donde el transbordador eléctrico produjo sólo el 25% de los gases de escape de su homólogo con motor diésel. En regiones con redes eléctricas limpias, los buques de pasaje eléctricos pueden tener emisiones de gases de efecto invernadero significativamente inferiores a las de los motores diésel. Esto pone de relieve las profundas ventajas medioambientales que pueden ofrecer estos buques.

Además, al reducir la necesidad de coches de cercanías en trayectos cortos, los transbordadores eléctricos contribuyen a disminuir la congestión del tráfico y su impacto ambiental asociado.

Aunque los beneficios medioambientales son un atractivo importante, la rentabilidad y las repercusiones económicas de los transbordadores eléctricos son igualmente convincentes. Consideremos el caso de un catamarán totalmente eléctrico, que se desliza por el agua un 21% más barato en coste unitario de energía que un transbordador diésel tradicional. No se trata de un fenómeno aislado; en la mayoría de los países europeos, los buques de pasaje eléctricos han demostrado unos costes operativos significativamente inferiores a los de sus homólogos diésel. Aunque el precio de compra inicial de un transbordador impulsado por baterías puede ser más elevado, los menores costes de explotación y mantenimiento a largo plazo son evidentes.

El núcleo de un ferry eléctrico es su batería, que sirve tanto de fuente de energía como de símbolo de eficiencia energética. Las baterías de iones de litio son estándar por su capacidad de almacenar y suministrar grandes cantidades de electricidad. Las baterías de litio-hierro-fosfato están ganando terreno en las aplicaciones marítimas por su seguridad y longevidad. Esto marca un cambio hacia fuentes de energía más duraderas y fiables para las embarcaciones propulsadas por baterías.

La gestión de estas centrales eléctricas está supervisada por sofisticados Sistemas de Gestión de Baterías (BMS), que garantizan el rendimiento óptimo, la seguridad y la longevidad de las baterías. Las mejoras en la capacidad de recarga rápida cambian las reglas del juego. Permitirán a los transbordadores alimentados por baterías mantener su disponibilidad operativa y prolongar sus travesías más de lo que antes se creía posible.

Para apreciar las capacidades y limitaciones de un transbordador eléctrico hay que conocer su autonomía. Aunque la autonomía de estos transbordadores suele ser menor que la de sus homólogos con motor de combustión, los avances en el almacenamiento de baterías están ampliando constantemente sus horizontes. Los pequeños (aunque lentos) transbordadores eléctricos, que a menudo se ven deslizándose por los puertos o en rutas de corta distancia, suelen tener una autonomía de entre 5 y 30 millas náuticas. Cuentan con baterías de 1 a 2 MWh de capacidad, lo que los hace ideales para atracar y recargar con frecuencia.

En el caso de los buques medianos y grandes (también lentos en su mayoría), como los que conectan islas o recorren rutas más largas, la autonomía puede oscilar entre 20 y más de 100 millas náuticas. La capacidad de las baterías de estos buques suele oscilar entre 2 MWh y más de 10 MWh.

Por otro lado, el rápido hidroala eléctrico Candela P-12 puede alcanzar una autonomía de hasta 50 millas náuticas a una velocidad de servicio de 25 nudos. Esto demuestra el impresionante potencial de la tecnología moderna de transbordadores. Al elevar el casco fuera del agua, el P-12 utiliza su energía para propulsarse hacia delante en lugar de surcar el agua, lo que mejora la eficiencia energética en más de un 80% en comparación con los buques sin alas.

A pesar del creciente impulso a la electrificación de las flotas de transbordadores, siguen existiendo importantes retos. Uno de ellos es la creación de una sólida infraestructura de carga en los puertos, un componente esencial para garantizar el buen funcionamiento de los transbordadores propulsados por baterías. La configuración de carga puede variar desde simples circuitos domésticos hasta cargadores rápidos más complejos. Además, el acceso a electricidad limpia y a una red fuerte es vital para apoyar a la creciente flota de buques eléctricos.

Los puertos y muelles suelen tener una capacidad eléctrica limitada, especialmente en comunidades insulares remotas. Esto supone un reto importante para la adopción generalizada de buques de pasaje eléctricos. Además, encontrar el equilibrio adecuado entre el tamaño de la batería y el peso del buque es crucial para mantener la eficiencia y el rendimiento. No obstante, están surgiendo posibles soluciones. Entre ellas figuran el desarrollo de redes más potentes, sistemas híbridos y tecnologías innovadoras de baterías. Juntas, allanan el camino para una transición más suave a las flotas eléctricas. Sin embargo, cuanto más eficiente sea un buque desde el punto de vista energético, utilizando baterías de kilovatios-hora (kWh) en lugar de baterías de megavatios-hora (MWh), más fácil resultará la electrificación.

Otro reto importante es el elevado coste inicial de los transbordadores eléctricos y las mejoras de infraestructura asociadas. A pesar del ahorro a largo plazo en combustible y mantenimiento, la inversión inicial puede resultar desalentadora para muchos operadores. Los incentivos y subvenciones gubernamentales pueden desempeñar un papel fundamental a la hora de compensar estos costes y fomentar la adopción de transbordadores eléctricos. Además, en el sector del transporte marítimo se están produciendo colaboraciones entre los sectores público y privado. Estas asociaciones están financiando la investigación y el desarrollo de tecnologías de propulsión eléctrica. Estas asociaciones son esenciales para acelerar la innovación, reducir los costes y crear una vía sostenible para la electrificación de las flotas de transbordadores.

Con cada nuevo buque que entra en servicio, el sector del transporte por agua se acerca un paso más a un futuro sostenible. El noruego MV Ampere, pionero en transbordadores propulsados por baterías, inició su travesía en 2015. Sentó un precedente para posteriores proyectos de transbordadores eléctricos en todo el país. Mientras tanto, Wightlink, en el Reino Unido, planea introducir en los próximos cinco años el primer transbordador de mercancías y pasajeros totalmente eléctrico del Solent.

Estos desarrollos representan los últimos avances en tecnología marítima, con transbordadores como el Candela P-12 Shuttle a la cabeza. A medida que estos buques se incorporan a la flota, amplían los límites del servicio de transbordadores. También significan el compromiso de la industria marítima con la transición a una era más limpia y rentable.

En una era en la que la sostenibilidad medioambiental y la rentabilidad son primordiales, nuestro Candela P-12 Shuttle es el primer transbordador hidroala eléctrico del mundo y ha surgido para revolucionar el transporte marítimo.

Los transbordadores convencionales están atrapados en un círculo vicioso de ineficacia que afecta tanto a los costes operativos como al impacto ambiental. El elevado consumo de combustible provoca un aumento de los gastos de explotación y del precio de los billetes, lo que disuade a los pasajeros de utilizarlos y reduce los ingresos. Este ciclo se ve agravado por los costes de mantenimiento asociados a los complejos motores de combustión y el daño medioambiental causado por las emisiones de carbono. Como resultado, los operadores se encuentran a menudo atrapados en un bucle de gastos elevados y bajos rendimientos, luchando por equilibrar la sostenibilidad con la rentabilidad.

El Candela P-12 Shuttle ofrece una solución innovadora a estos retos. Como transbordador hidroala eléctrico, el P-12 Shuttle combina las ventajas de la propulsión eléctrica con la tecnología hidroala. Los hidroalas elevan el casco fuera del agua, reduciendo significativamente la resistencia aerodinámica. Esto permite al P-12 Shuttle deslizarse con suavidad y eficacia, reduciendo el consumo de energía hasta un 80% en comparación con los transbordadores tradicionales. Esto se traduce en menores costes operativos y una drástica reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero.

El sistema de propulsión del P-12 elimina la necesidad de combustibles fósiles. Esto recorta drásticamente los costes de combustible y reduce la huella de carbono de las operaciones de los transbordadores. El P-12 puede cubrir distancias más largas con una sola carga, lo que resuelve los problemas de autonomía que suelen limitar a los barcos eléctricos de pasajeros. Además, la menor resistencia aerodinámica y el menor desgaste de los componentes reducen los costes de mantenimiento y prolongan la vida útil. Por todo ello, el P-12 es una opción rentable y respetuosa con el medio ambiente para las empresas de transbordadores.

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Los pasajeros del transbordador P-12 pueden disfrutar de un viaje más silencioso y suave, sin el ruido y las vibraciones de los motores de combustión tradicionales. El avanzado diseño del transbordador también permite velocidades más altas y tiempos de viaje más cortos. Esto lo convierte en una opción más atractiva tanto para viajeros como para turistas.

Las evaluaciones del ciclo de vida demuestran que los hidrodeslizadores eléctricos tienen un impacto ambiental mucho menor que las alternativas de propulsión fósil. Un estudio del Real Instituto de Tecnología de Suecia (KTH) confirma estas ventajas, con una reducción sustancial de las emisiones de CO2. Dennis Olson y Felix Gluunsinger, del KTH, descubrieron que el hidrodeslizador eléctrico de recreo Candela C-8 tenía un impacto ambiental sustancialmente menor en términos de potencial de calentamiento global y demanda acumulada de energía que sus homólogos de gasolina. También compararon el Candela P-12 con los transbordadores diésel utilizados en el sistema de transporte público de Estocolmo y descubrieron que el modelo eléctrico podía reducir el impacto ambiental en 1.670 toneladas equivalentes de CO2 al año.

Estos resultados subrayan las importantes ventajas que ofrecen los hidrodeslizadores eléctricos frente a las embarcaciones tradicionales. Al dar prioridad a la propulsión eléctrica, los operadores marítimos pueden reducir significativamente su huella medioambiental. Este enfoque allana el camino hacia un futuro más limpio y ecológico en el agua.

Puede leer el estudio completo siguiendo este enlace: Evaluación comparativa del ciclo de vida de los hidrodeslizadores eléctricos y las alternativas de propulsión fósil

La industria marítima está trazando su rumbo hacia un futuro de innovación y sostenibilidad. El potencial de los transbordadores eléctricos es inmenso. Por ejemplo, la próxima generación de buques E-flexer de Stena Line serán híbridos de metanol de doble combustible. Esto demuestra la adaptabilidad del sector y su compromiso con la reducción de emisiones. Mientras tanto, al otro lado del Atlántico, San Francisco se prepara para poner en marcha el primer servicio de transbordadores de alta velocidad y gran capacidad sin emisiones del país. Esta iniciativa marcará una nueva pauta en el transporte urbano.

El desarrollo de buques híbridos por empresas como Brittany Ferries e Isle of Man Steam Packet Company ilustra los diversos enfoques de la electrificación. Estos avances apuntan a un futuro en el que los transbordadores alimentados por baterías desempeñarán un papel fundamental en el impulso mundial hacia servicios marítimos de emisiones cero.

Los transbordadores eléctricos representan un cambio transformador en el transporte marítimo, ya que reducen el impacto ambiental y los costes operativos. Con los continuos avances en la tecnología de las baterías y la infraestructura de carga, estos buques serán cada vez más viables. Esto los convierte en una opción atractiva tanto para las empresas de transbordadores como para los pasajeros.

¿Son más caros los transbordadores eléctricos que los diésel?

No, en general su explotación es más barata debido al menor consumo de energía, la reducción de las necesidades de mantenimiento y las posibles subvenciones públicas.

¿Qué impacto tienen los transbordadores eléctricos en las comunidades locales y los puertos?

Los transbordadores eléctricos pueden tener un impacto positivo en las comunidades locales y los puertos al reducir la contaminación atmosférica y acústica, mejorar la calidad de vida y mejorar la experiencia de los pasajeros.

¿Qué tipo de tecnología de baterías se utiliza en los transbordadores eléctricos?

Los transbordadores eléctricos suelen utilizar baterías de iones de litio y fosfato de hierro y litio por su alta densidad energética, eficiencia y seguridad, gestionadas por sofisticados sistemas para un rendimiento óptimo.

¿Qué avances se están realizando para aumentar la autonomía de los transbordadores eléctricos?

Los avances en el almacenamiento de baterías, la eficiencia y la infraestructura de carga rápida en los puertos están ayudando a ampliar la autonomía operativa de los transbordadores eléctricos. También se están estudiando sistemas híbridos con fuentes de energía auxiliares para mejorar la autonomía y la flexibilidad.

¿Cómo contribuyen los transbordadores eléctricos a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero?

Esto depende en gran medida de lo "verde" que sea una red. La electricidad de Suecia procede en gran parte de energías renovables, pero no es el caso de todos los países. Sin embargo, a nivel local, los transbordadores eléctricos no emiten gases de escape y, por tanto, eliminan las emisiones nocivas típicamente asociadas a los motores diésel.

¿Pueden los transbordadores eléctricos recorrer la misma distancia que los diésel sin recargar? 

Aunque la autonomía de los transbordadores eléctricos suele ser menor que la de los diesel, los avances en la tecnología de las baterías están aumentando progresivamente las distancias de viaje, y se está desarrollando una infraestructura de carga rápida que permita una recarga electrónica más rápida.

¿Cuáles son los mayores retos para la adopción generalizada de transbordadores eléctricos? 

Los elevados costes de inversión inicial, junto con la falta de infraestructuras de recarga rápida, son los principales retos para el crecimiento del mercado de los transbordadores eléctricos. Además, las limitaciones de autonomía en comparación con los transbordadores convencionales dificultan la viabilidad comercial.

¿Cuáles son los principales factores que impulsan la adopción de transbordadores eléctricos?

Las iniciativas gubernamentales y las subvenciones son algunos de los motores clave para la adopción de transbordadores eléctricos, promoviendo la transición hacia soluciones de transporte marítimo más sostenibles.