domingo, 24 de agosto de 2008

Barcos del futuro

Reducir la resistencia parece ser la forma más efectiva de mitigar el impacto medioambiental. Los barcos que se desplazan más rápido y más fácilmente a través del agua utilizan menos energía y producen menos emisiones.
Un intento, explorado por Yoshiaki Kodama del Instituto Marítimo Nacional de Japon en Tokyo, es inyectar una capa de pequeñas burbujas debajo del casco del barco. La idea es reducir el contacto entrel el barco y el agua. Las burbujas, de unos 2 milímetros de diámetro, son para reducir la resistencia desplazando el agua de la capa frontera, de un centímetro o algo así pegada al barco, donde la interacción entre el barco y el agua es más fuerte. Como el aire es 100 veces menos viscoso que el agua, las burbujas deben reducir la resistencia considerablemente. Ellas burbujean desde la proa, y van por todo el casco gracias a su flotabilidad; unas vigas a lo largo del barco previenen que las burbujas se salgan por los lados.
“Nosotros llevamos a cabo un experimento a escala completa a principios de este año”, dice Kodama. Un barco de 120 metros de longitud fue probado en la costa de Japon y se encontró que se alcanza un ahorro del 10% de energía respecto a un viaje similar sin las burbujas. Sin embargo, se tiene que invertir energía para crear las burbujas, dice Kodama, por eso el ahorro neto fue cercano a un 5%.
La Agencia de Proyectos de Investigación Avanzados de los Estados Unidos está experimentando con un diseño llamado Reducción de la Resistencia por una Cavidad de Aire, o AIRCAT, que intenta reducir la resistencia lubricando el barco con aire. Crear cavidades llenas de aire en los cascos puede reducir el contacto de agua con el barco en un 80%. Los cascos son diseñados utilizando métodos numéricos de dinámica de fluidos para asegurar que el suministro de aire crea cavidades de aire que tienen ondas estables y varían su forma para facilitar la velocidad del barco. Las pruebas en modelos sugieren que tales cavidades pueden reducir la resistencia en un factor de cinco y posiblemente incrementen la velocidad del barco en cuatro veces.
No tocar el agua podría reducir considerablemente la resistencia. Este es el principio del ekranoplano, un vehículo inusual que puede viajar en un almohadón de aire por encima del agua. Los ekranoplanos se parecen con frecuencia a los aviones, pero no vuelan. Ellos utilizan alas truncadas para crear la almohada de aire de alta presión en la cual se mueve la embarcación. Desarrollado en la Unión Soviética, el ejemplo más famoso fue el Ekranoplano KM, una embarcación grande, rápida de movimientos, apodada el Monstruo del Mar Caspio por la Agencia Central de Inteligencia de los Estados Unidos. Diseñado para el transporte militar, el KM tenía 100 metros de longitud, pesaba cerca de 500 toneladas y tenía una velocidad tope completamente cargado de unos 400 kilómetros por hora.
Desde que finalizó la guerra fría ha habido intentos para convertir a los ekranoplanos en vehículos comerciales, con poco éxito. Sin embargo, el año pasado el gobierno ruso anunció planes para desarrollar una flota de ekranoplanos de 2300 toneladas para su marina que pueden transportar cargas explosivas de 900 toneladas y alcanzar velocidades de hasta 770 kilómetros por hora. Los ekranoplanos son más eficientes en cuanto al consumo de combustible que los aviones de baja altura pero es poco probable que sean más eficientes que los barcos. Y aunque ellos puedan viajar relativamente rápido, aún la versión rusa propuesta es pequeña según los estándares de la mayoría de los barcos de carga.
Fuentes: