miércoles, 1 de abril de 2009

Propulsión, Las Celdas de Combustible a Bordo

Si bien la atención pública concitada por las celdas de combustible de hidrógeno tiene que ver en esencia con los automóviles y otros usos terrestres de la energía alternativa, los esfuerzos orientados a llevar fuentes de alimentación híbridas al mar navegan a todo vapor.

Desde el punto de vista de las aplicaciones, la más común es la conversión directa de la energía química del hidrógeno en electricidad a través de la pila de combustible, que presenta un elevado rendimiento al tratarse de un proceso electroquímico.

Si creemos que esta idea es nueva, estamos equivocados. En la novela La isla misteriosa, publicada en 1874, Julio Verne pone en boca de sus personajes el siguiente dialogo:

“Pero ¿qué se quemará en vez de carbón? -preguntó Pencroff. -¡Agua! -respondió Ciro Smith-. Agua descompuesta, sin duda, por la electricidad y que llegará a ser entonces una fuerza poderosa y manejable. (...) Sí, amigos míos, creo que el agua se usará un día como combustible, que el hidrógeno y el oxígeno que la constituyen, utilizados aislada y simultáneamente, producirán una fuente de calor y de luz inagotable y de una intensidad mucho mayor que la del carbón.(...)”

En la actualidad, esta idea ya ha dejado de formar parte del ámbito de la ciencia ficción para convertirse en una de las líneas de investigación y desarrollo más prometedoras, para reemplazar los hidrocarburos.

La forma más fácil de entender qué es una celda de combustible es compararla con una batería, por ejemplo, la que usan los autos.

En estas baterías ocurren transformaciones químicas y, como consecuencia de ellas, se produce energía eléctrica. Las sustancias que se oxidan y se reducen están dentro de la batería.

Una celda de combustible es, básicamente, una batería, pero en ella las sustancias químicas que se oxidan y se reducen se introducen desde afuera. Mientras ingrese hidrogeno por un lado, y oxígeno por el otro, puede seguir produciendo electricidad en forma indefinida.

Con respecto a la eficiencia energética, la celda de combustible es, además, más eficiente que un motor de combustión interna. Este tiene, por lo general, un rendimiento de 35 por ciento, mientras que una celda de combustible alcanza, aproximadamente, entre un 45 a un 50 por ciento.

Hasta ahora, su aplicación en navegación se ha limitado a unos pocos proyectos piloto.

La clasificadora internacional Bureau Veritas ha desarrollado nuevas pautas para garantizar una aplicación segura de las celdas de combustible a bordo, lo que podría generar importantes ventajas tanto ambientales como comerciales para propietarios y operadores navieros.

El Jefe de Producción de BV. Gijsbert de Jong, comentó:

“El principal obstáculo para una aplicación de las celdas o pilas de combustible más amplia en navegación se debe a la falta de un marco mayor que pueda cubrir los aspectos tecnológicos”. “A través del desarrollo de estas nuevas pautas, BV está rompiendo el círculo vicioso donde la falta de un marco regulatorio limita las posibilidades para construir y probar prototipos de aplicaciones que son esenciales para determinar la seguridad y el criterio de performance involucrados”.

La normativa que le es aplicable está razonablemente desarrollada para aplicaciones estacionarias, aunque presenta muchos vacíos en aplicaciones de transporte, lo que se está tratando de resolver mediante proyectos internacionales.

Las pautas de BV para una segura aplicación de las celdas de combustible en embarcaciones tienen en cuenta todas las convenciones y pautas IMO existentes, junto con un amplio rango de estándares internacionales no marítimos. Reflejan el profundo conocimiento y experiencia de la firma, y podrían tener un alto impacto comercial – así como ambiental – para propietarios y operadores marítimos.

Existen diversas tecnologías aplicables a las celdas de combustible, que se valen de diferentes combustibles. BV ha descubierto que el uso del hidrógeno, por ejemplo, ofrece un número de ventajas significativas, además del hecho de que existe una fuente ilimitada en forma atómica y de que libera una mayor energía química por unidad masa comparada con el gas natural, y además no es tóxico, no contamina y tampoco es venenoso.

Actualmente, BV participa en el proyecto Green Tag (Empujón Verde), una iniciativa liderada por el Grupo de Diseñadores Marítimos Offshore de los Países Bajos para producir un nuevo diseño de remolcador propulsado a hidrógeno con una emisión casi nula. Además de lograr una reducción significativa de las emisiones contaminantes, la tecnología de la celda de combustible utilizada en el nuevo diseño de remolcador también ayuda a aumentar la eficiencia de la propulsión en un 70% comparado con la tradicional instalación directa diesel.

Gisjbert de Jong afirmó, “El objeto de las pautas de BV es proveer de criterios para la adaptación e instalación de la maquinaria por propulsión y otros propósitos auxiliares, usando las instalaciones de la celda de combustible, que tienen un nivel equivalente de integridad en términos de seguridad, exactitud y confianza que los que pueden obtenerse de la maquinaria convencional a combustible. Actualmente las pautas tienen estado preliminar y están siendo sujetas a revisiones internas y externas. Luego de tener en cuenta todo el feedback relevante, se publicarán bajo el nombre “Guía para sistemas de baterías de combustible para embarcaciones comerciales”.

Las pautas están orientadas en primera medida a embarcaciones nuevas pero también pueden ser usadas para retroalimentar sistemas de celdas de combustible que se encuentren en barcos ya en uso. Son para ser utilizadas sumadas a todas las provisiones SOLAS relevantes. No hay límite respecto al tipo o potencia del sistema de celda de combustible utilizado, ni tampoco sobre el tipo de gas utilizado, a pesar de que las pautas pueden señalar al gas natural o al hidrógeno como los combustibles ideales.

Debido a la atención actual centrada en el impacto ambiental producido por la navegación, la industria está buscando formas de reducir las emisiones contaminantes. Además, la reciente volatilidad de los precios del petróleo, combinado con el hecho de que es un recurso escaso no renovable, están motivando a propietarios y operadoras marítimas para explorar medio alternativos para generar energía a bordo. Para este fin, las pilas de combustible, parecen ser una solución promisoria para la generación de energía limpia y eficiente en el mar.

Fuentes NUESTROMAR y en inglés sobre el proyecto de Bureau Veritas en:

http://www.maritime-executive.com/article/2009-03-05-bureau-veritas-develops-new-fuel-cell-guidelines-shipping/

Leer también nota relacionada:

http://maquinasdebarcos.blogspot.com/2008/11/en-hamburgo-zarpa-el-primer-barco.html


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