Crean una alfombra de burbujas bajo los barcos para reducir el rozamiento con el agua: ya la han probado en un petrolero real.
- 🚢 5 % menos de consumo energético neto durante las pruebas realizadas en un petrolero de 50.000 toneladas.
- 🫧 Una capa de microburbujas bajo el casco reduce la resistencia por fricción con el agua.
- ⚙️ Control inteligente: el sistema ajusta automáticamente el suministro de aire según la velocidad y el calado del barco.
- ⛽ Hasta una tonelada de combustible al día: ahorro estimado para un petrolero que consume habitualmente 20 toneladas diarias.
- 🌍 Compatible con diferentes propulsiones, incluidas las que utilizan electricidad, gas natural licuado, metanol o amoníaco.
- 📉 Menos combustible y potencialmente menos emisiones, sin necesidad de sustituir el motor principal.
Una tecnología que reduce la fricción entre los barcos y el agua mediante pequeñas burbujas de aire ha demostrado que puede ahorrar energía durante la navegación. El sistema, desarrollado en China y probado en un petrolero de 50.000 toneladas, ha conseguido un ahorro energético neto cercano al 5 % durante cinco meses de funcionamiento. Su funcionamiento se basa en un principio hidrodinámico sencillo: modificar el contacto entre el casco y el agua para que el barco necesite menos energía para avanzar.
Una capa de aire que permite a los barcos navegar con menos resistencia
Un barco de grandes dimensiones necesita una enorme cantidad de energía para desplazarse por el mar. Una parte importante se emplea en vencer la resistencia hidrodinámica, especialmente la fricción que aparece cuando el agua circula junto a la superficie sumergida del casco.
Investigadores del Shanghai Merchant Ship Design and Research Institute (SDARI), perteneciente a China State Shipbuilding Corporation, han desarrollado una segunda generación de su sistema inteligente de lubricación por burbujas, denominado Bubble Lubrication System (BLS).
Su propuesta consiste en introducir aire comprimido bajo el fondo del barco mientras navega. El aire forma una distribución de pequeñas burbujas que modifica el comportamiento del agua junto al casco, creando una capa de mezcla de gas y líquido con menor resistencia por fricción.
La idea es que, si disminuye la resistencia al avance, los motores necesitan aportar menos potencia para mantener la misma velocidad. Y una menor demanda de potencia puede traducirse en menos consumo de combustible.
El principio está relacionado con las técnicas de reducción de resistencia utilizadas en determinados vehículos submarinos de alta velocidad. Sin embargo, existe una diferencia importante: los torpedos supercavitantes pueden desplazarse dentro de una gran cavidad gaseosa, mientras que este sistema utiliza una capa de pequeñas burbujas bajo el casco. No se trata del mismo fenómeno ni de una aplicación idéntica.
Cómo funciona el sistema de lubricación por burbujas
La tecnología actúa directamente sobre la zona del barco donde se produce parte de la resistencia hidrodinámica. Su funcionamiento combina equipos de aire comprimido, dispositivos de distribución y un sistema de control automatizado.
- Generación del aire comprimido. Unos compresores suministran el aire necesario para alimentar el sistema de lubricación.
- Inyección bajo el casco. El aire se introduce mediante dispositivos de distribución instalados en la parte inferior del buque.
- Formación de la capa de burbujas. El aire se mezcla con el agua que circula junto al casco y modifica las características de la capa límite hidrodinámica.
- Reducción de la fricción. La mezcla de agua y aire permite disminuir parte de la resistencia que debe vencer el sistema de propulsión.
- Regulación automática. El controlador ajusta el suministro de aire en función de la velocidad y el calado para mejorar el rendimiento energético.
La clave está en encontrar el equilibrio adecuado. Producir aire comprimido también requiere electricidad, por lo que inyectar más burbujas no significa necesariamente ahorrar más energía.
El ahorro real se obtiene cuando la reducción de potencia de propulsión supera la energía adicional consumida por los compresores. Este balance explica por qué la optimización del sistema de aire resulta tan importante como la propia reducción de fricción.
Un petrolero de 50.000 toneladas consigue ahorrar un 5 % de energía
La segunda generación del BLS se ha instalado en un nuevo buque tanque destinado al transporte de productos petrolíferos y químicos, de unas 50.000 toneladas de capacidad.
Según los resultados comunicados por sus desarrolladores, durante un periodo de cinco meses de pruebas operativas el sistema consiguió una reducción del consumo energético neto de aproximadamente el 5 %.
La cifra es relevante porque representa el ahorro después de considerar la energía que necesita el propio sistema de lubricación, y no únicamente la disminución de resistencia del casco.
Para entender su alcance, los responsables del proyecto ofrecen un ejemplo: un petrolero de este tamaño que consuma habitualmente unas 20 toneladas de combustible al día podría ahorrar aproximadamente una tonelada diaria si consigue reducir su consumo un 5 %.
Si ese ahorro se mantuviera durante 250 días de navegación, representaría unas 250 toneladas de combustible evitadas al año. Se trata de una estimación ilustrativa, no de una cantidad medida directamente durante los ensayos. El resultado dependerá de las condiciones de navegación, el tipo de combustible, el casco y el perfil operativo de cada barco.
La segunda generación utiliza controles inteligentes para optimizar el ahorro
La tecnología no ha aparecido de la nada. En abril de 2022, el instituto chino ya había probado una primera generación del sistema en un portacontenedores de 1.800 TEU, una unidad de capacidad equivalente a un contenedor estándar de aproximadamente 6,1 metros.
Aquella primera versión presentaba una limitación importante: necesitaba la intervención de la tripulación para regular su funcionamiento. Esto aumentaba la carga de trabajo y dificultaba mantener el sistema en el punto de máxima eficiencia.
La segunda generación incorpora una estructura de suministro de aire mejorada para reducir el consumo de los compresores y un sistema de control inteligente que adapta automáticamente la inyección de aire.
Además, cuenta con una plataforma digital de apoyo a la operación, denominada DOSS, que permite supervisar y analizar en tiempo real el comportamiento energético del buque.
Esta automatización resulta especialmente útil porque las condiciones de navegación cambian constantemente. Un barco no necesita la misma cantidad de aire cuando navega a diferentes velocidades o cuando su calado aumenta al transportar más carga.
Una tecnología que podría extenderse a otros barcos comerciales
Los desarrolladores aseguran que el sistema puede adaptarse a diferentes tipos de embarcaciones y a sistemas de propulsión que utilicen gas natural licuado, electricidad, metanol o amoníaco.
Esta compatibilidad resulta interesante porque permite combinar las mejoras hidrodinámicas con la evolución de los combustibles marítimos. Incluso un barco propulsado mediante electricidad puede beneficiarse de una menor resistencia al avance, siempre que el ahorro de energía de propulsión compense el consumo de los compresores.
La tecnología también ha sido evaluada e inspeccionada por las sociedades de clasificación RINA y China Classification Society (CCS). Además, sus responsables anunciaron la próxima entrega de un portacontenedores de 3.300 TEU equipado con esta segunda generación del BLS.
No obstante, su rendimiento deberá comprobarse en diferentes configuraciones de casco, velocidades, estados de carga y condiciones marítimas. La geometría del fondo, la distribución de las burbujas y el consumo del sistema de aire pueden influir considerablemente en la eficiencia final.
Potencial
La principal virtud de esta solución es que aborda un problema físico presente en prácticamente cualquier embarcación: la resistencia que ofrece el agua al movimiento.
En lugar de depender exclusivamente de nuevos combustibles o de sustituir grandes sistemas de propulsión, propone reducir la energía que el barco necesita desde el principio.
Si los resultados obtenidos en el petrolero se mantienen en otras embarcaciones y rutas, la lubricación por burbujas podría convertirse en una herramienta complementaria para mejorar la eficiencia energética de la flota mercante.
Quedan cuestiones importantes por resolver, especialmente el coste de instalación, el mantenimiento, la durabilidad de los componentes y el ahorro real en diferentes condiciones de servicio.
Pero el ensayo demuestra algo interesante: una modificación relativamente localizada en la interacción entre el casco y el agua puede generar un ahorro energético medible en un buque de grandes dimensiones. En una actividad donde el consumo diario se mide en toneladas de combustible, incluso mejoras porcentuales aparentemente pequeñas pueden tener consecuencias importantes a lo largo de la vida útil de una embarcación.
Vía www.scmp.com
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