La descarbonización de los ferris: innovación tecnológica y electrificación

Mientras el transporte marítimo evalúa diversas opciones para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, las recientes innovaciones tecnológicas en el sector de los ferris se han centrado en la electrificación y la alimentación mediante baterías. DNV presenta tres tecnologías clave que impulsan la descarbonización de los ferris.

Los objetivos de descarbonización de la OMI son cada vez más ambiciosos y la presión política y social aumenta, por lo que todos los sectores de la industria marítima deben analizar las formas más prácticas y rentables de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. En el caso de los ferris, la electrificación y la alimentación mediante baterías ocupan un lugar principal en la agenda.

“Los ferris son el segmento perfecto para la electrificación y la alimentación mediante baterías”, indica Hans Eivind Siewers, director de segmento de Barcos de Pasaje y RoRo de DNV. “Las rutas cortas y regulares entre los mismos puertos permiten realizar cargas frecuentes más fácilmente, por lo que se reduce la necesidad de baterías grandes”.

En los últimos años, han surgido tres nuevas tecnologías que se espera que tengan un impacto en el mercado de los ferris. El desarrollo de todas ellas ha sido posible gracias a los recientes desarrollos tecnológicos, especialmente las mejoras en la densidad energética de las baterías. Dos de estas innovaciones se basan en el aerodeslizamiento, una tecnología consolidada que está de vuelta gracias al aumento de la eficiencia energética.

La tecnología de aerodeslizamiento, en la que un ala eleva la embarcación del agua al aumentar la velocidad, fue popular en los años 70 por la comodidad para los pasajeros y la gran velocidad que alcanzaba, pero finalmente se dejó de lado por su consumo deficiente de combustible y energía. Sin embargo, en los últimos años, los avances en materiales compuestos de gran resistencia y ligereza, las mejoras en la tecnología de aerodeslizamiento y, más importante aún, el aumento en la densidad energética de las baterías, han vuelto a abrir las puertas a esta tecnología.

En 2020, Kitsap Transit (un organismo público de transporte que presta servicio en el condado de Kitsap [Washington], parte del área metropolitana de Seattle), Foil Ferry LLC (una colaboración entre la empresa Bieker Boats, con sede en Anacortes, y la oficina de arquitectura naval Glosten, de Seattle) y Washington Maritime Blue recibieron una subvención para innovación por parte de la Federal Transit Administration (Administración Federal de Transportes de EE. UU) para desarrollar un diseño de prueba de concepto para Fast Foil Ferry totalmente eléctrico. Esto ha llevado a la entrega de un diseño preliminar de hidroala de pasajeros de alta velocidad, con ayuda de los estudios dirigidos por DNV sobre la infraestructura costera y los requisitos de autorización e impacto económico y medioambiental.

“Estos ferris usan aproximadamente un tercio de la energía de los ferris rápidos convencionales y suponen cero emisiones locales», indica Cassidy Fisher, directora de programas de Washington Maritime Blue, que coordina el proyecto del Fast Foil Ferry. «Producen olas insignificantes cuando los cascos vuelan por encima de la superficie del agua. Esto es importante para proteger costas sensibles como las de Rich Passage (Washington), que suponen una parte significativa de la ruta Bremerton–Seattle”.

Con una velocidad de crucero de 30 nudos (en torno a 55 km/h), los ferris pueden cubrir unas 30 millas náuticas. Es decir que podrán completar un viaje de ida y vuelta completo en la ruta interurbana propuesta de Bremerton a Seattle sin necesidad de recarga.

Además de la amplia lista de ventajas, entre las que se incluye un menor movimiento en comparación con los cascos sin alas, con lo que los pasajeros podrán disfrutar de un viaje más cómodo, una reducción del ruido y la esperanza de que un mayor tráfico de ferris tenga como resultado menos coches en las carreteras del estado de Washington, el Fast Foil Ferry también permitirá un importante ahorro a sus operadores.

“Hemos estimado una reducción del 35 % en los costes operativos anuales en comparación con los ferris convencionales de gasóleo, principalmente por el ahorro de energía, aunque esto depende del precio del gasóleo”, continúa Fisher. “Junto con los beneficios de la descarbonización, esto supone una oportunidad de negocio sólida y elimina cualquier barrera significativa para un mayor desarrollo”.

El proyecto pretende obtener 4 millones de dólares de financiación federal adicionales para poder avanzar y completar la fase de desarrollo del diseño; las pruebas a escala real, la fabricación y el despliegue y el desarrollo de la infraestructura costera requerirán una financiación adicional de 18 millones de dólares.

El resurgimiento de la tecnología de aerodeslizamiento también está cobrando fuerza al otro lado del Atlántico. Tras el lanzamiento de dos hidroalas de recreo, la empresa sueca Candela está desarrollando ahora el ferri Candela P-12, cuyo primer prototipo ya se ha lanzado en 2023.

El Candela P-12 tendrá una velocidad de crucero similar a la del Fast Foil Ferry y comparte otros beneficios, como las cero emisiones netas. Con una autonomía de unas 60 millas náuticas, esta embarcación también se beneficia de las mejoras en la densidad de la batería. Al igual que el proyecto de Seattle, el Candela P-12 estará cerca de las cero emisiones locales y se espera que se beneficie de una reducción estimada del 50 % en costes operativos, en parte gracias a una reducción energética significativa en comparación con las embarcaciones convencionales.

El Candela P-12 tiene una tecnología novedosa, por lo que las normas y reglamentos existentes, que normalmente son prescriptivos, no han sido suficientes para dar soporte a su desarrollo tecnológico. Por ese motivo, la empresa hizo uso del proceso Technology Qualification (TQ) de DNV a medida que avanzaba del concepto al prototipo del P-12. El proceso TQ proporciona un marco para la innovación tecnológica de tecnologías novedosas como la del Candela P-12, garantizando su seguridad, fiabilidad y rentabilidad, y mejorando la confianza en las distintas etapas del proceso de desarrollo.

El ferri Candela P-12 diseñado para Estocolmo es una embarcación de tipo hidroala con batería.

La primera lanzadera P-12 zarpó a finales de 2023 y está previsto que entre a formar parte de la flota de ferris de transporte público de la ciudad de Estocolmo en otoño de 2024 como piloto en una de sus rutas principales.

En Uruguay, la compañía de ferris Buquebus se está preparando para poner en funcionamiento la mayor embarcación del mundo propulsada por baterías. La embarcación de 130 metros, actualmente en construcción en el astillero Incat con sede en Tasmania, tendrá una batería con una capacidad de más de 40 MWh, casi cuatro veces la capacidad existente hasta la fecha en cualquier embarcación propulsada por baterías.

El astillero Incat, con sede en Tasmania, está construyendo para el operador uruguayo de ferris Buquebus, la que será la mayor embarcación del mundo propulsada por baterías.

Siguiendo el éxito del HSC con clasificación de DNV que lleva el nombre del Papa Francisco, primera embarcación de GNL de Incat entregada a Buquebus en 2013, la nueva embarcación con clasificación de DNV se planificó en un principio para funcionar con GNL. Esta idea inicial se cambió a una propulsión eléctrica/por batería después de que Robert Clifford, fundador de Incat, mostrase a Buquebus sus planes para un nuevo barco con propulsión eléctrica/por batería.

“Nuestro presidente, el señor López Mena, preguntó a Incat si era posible usar la propulsión eléctrica en nuestro futuro barco”, explica Gerardo Babini, responsable técnico de Buquebus. “Tras un par de semanas de cálculos de peso y velocidad, Incat nos respondió indicando que era posible”.

Una decisión clave para Buquebus ha sido el tipo de baterías a bordo de la embarcación y el peso de las mismas.

La empresa Wärtsilä, encargada de integrar el sistema eléctrico en la embarcación, seleccionó a la empresa noruega Corvus Energy para el suministro de las baterías. En el ferri de Buquebus se utilizará la última innovación de Corvus, la batería ligera y de alta densidad Dolphin NextGen, que es el resultado de Blue Whale ESS, el proyecto de cuatro años de la empresa. Con esta batería, la embarcación podrá cubrir una ruta más larga sin sobrecargarla.

Este ferri fabricado con aluminio se ha diseñado para viajar entre Montevideo (Uruguay) y Buenos Aires (Argentina), lo que la convierte en la ruta más larga del mundo con batería. Tendrá capacidad suficiente para 2100 pasajeros y la tripulación, 225 coches y una tienda duty-free de 2000 metros cuadrados, todo en un solo nivel. Dado que Buquebus prefiere un barco más ligero y, por lo tanto, menos baterías, la empresa ha decidido que la carga se realizará en ambos extremos de la ruta. Esto requiere la colaboración de un grupo más amplio de actores.

“Tras las reuniones con los directores técnicos y comerciales de las compañías eléctricas de Argentina y Uruguay en las que tuvimos que buscar respuestas para las estaciones y operaciones de carga, estas empresas nos confirmaron que las operaciones de carga eran posibles”, indica Babini. “Ahora estamos trabajando con las autoridades portuarias en cuestiones como dónde ubicar las estaciones transformadoras, los rectificadores y las torres de carga”.

Aunque el ferri Buquebus tiene un diseño muy diferente al de los dos hidroalas, todas estas tecnologías muestran el papel fundamental que puede desempeñar la propulsión eléctrica/por batería en la descarbonización del transporte marítimo. Y es muy probable que estas iniciativas aumenten, especialmente en el sector del ferri, a medida que la tecnología de baterías se vaya desarrollando.

“Estas tecnologías son muy interesantes e impactantes, pero podemos esperar aún más de la alimentación mediante baterías en los próximos diez años”, afirma Hans Eivind Siewers. “Las mejoras en la densidad aumentarán la autonomía, lo que permitirá abrir rutas más largas y reducir la dependencia de los escasos combustibles neutros en carbono. Esto contribuirá enormemente a la misión del sector marítimo de lograr las cero emisiones netas para 2050”.