BARCOS ELÉCTRICOS: Desafíos de diseño de embarcaciones eléctricas — La perspectiva de una diseñadora
Desafíos de diseño de embarcaciones eléctricas
Diseñar embarcaciones a motor es, ante todo, una cuestión de compromiso. Quien trabaja en este sector lo sabe bien. Pero cuando las embarcaciones eléctricas y la propulsión eléctrica entran en escena, ese compromiso adquiere una dimensión completamente nueva. Desde hace varios años me dedico al diseño de embarcaciones eléctricas a motor en la franja de 5,5 a 10 metros, y me gustaría compartir los desafíos a los que me enfrento día a día como diseñadora.
Embarcaciones eléctricas a motor — ¿un problema tecnológico o de ingeniería?
A menudo me preguntan: ¿por qué las embarcaciones eléctricas siguen siendo un nicho? ¿Acaso la tecnología de propulsión eléctrica para embarcaciones todavía no está lista? La respuesta es más sencilla y, al mismo tiempo, más compleja de lo que podría parecer. La tecnología existe y es cada vez más avanzada. El problema radica en otra cosa: en cómo conciliar las limitaciones físicas, económicas y funcionales que actúan de forma simultánea y, la mayoría de las veces, en sentidos opuestos.
Las baterías para embarcaciones eléctricas son demasiado pesadas o demasiado caras. El casco de una embarcación eléctrica debe diseñarse específicamente para un rango de velocidad determinado. Los motores eléctricos de alta potencia para embarcaciones requieren un voltaje más elevado, que no todos los clientes desean a bordo. El cliente quiere comodidad, pero la comodidad implica peso, y el peso limita la autonomía de la embarcación eléctrica. Y así sucesivamente: cada una de estas limitaciones arrastra consigo la siguiente.
Espacio y baterías en embarcaciones eléctricas — el primer dilema de diseño
En una embarcación eléctrica pequeña, el espacio es simplemente escaso. Para lograr una autonomía de navegación razonable, se necesita una gran capacidad de batería, y una gran capacidad implica mucho peso y mucho volumen. En una embarcación de 5,5 metros no hay mucho margen de negociación: el espacio sencillamente no existe.
En embarcaciones eléctricas a motor más grandes, de hasta 10 metros, la situación no es en absoluto más sencilla, porque junto con el tamaño de la embarcación crecen también las expectativas del cliente. El cliente quiere comodidad, espacio habitable, un camarote adicional, sitio para el almacenaje. Y aquí aparece el dilema clásico de diseño en el diseño de embarcaciones eléctricas: ¿otro camarote o espacio para las baterías? ¿Compartimentos de almacenaje o mayor autonomía de la embarcación eléctrica?
Las baterías para embarcaciones eléctricas —ligeras y compactas— son caras. Las más económicas son demasiado pesadas para utilizarlas sin afectar de forma significativa a la flotabilidad de la embarcación. El resultado es que los precios de las embarcaciones eléctricas pequeñas son considerablemente más altos que los de sus equivalentes de combustión, y este es uno de los problemas reales del mercado de las embarcaciones eléctricas. Con menos baterías se tiene menor autonomía, y con baterías más caras se dispone de menos presupuesto para adquirir mayor cantidad. La consecuencia directa de este compromiso es, por tanto, la autonomía: la autonomía que el cliente espera y que, con el estado actual de la tecnología de baterías en embarcaciones eléctricas a motor de hasta 10 metros, es sencillamente difícil de alcanzar.
Potencia del motor eléctrico y peso de la embarcación
Los motores eléctricos para embarcaciones alimentados a baja tensión ofrecen potencias relativamente reducidas. Las potencias elevadas existen, pero requieren tensiones considerablemente más altas, y no todos los clientes desean tener a bordo de su embarcación eléctrica una instalación de alta tensión. Al mismo tiempo, son muchos los aficionados a la navegación rápida en embarcaciones eléctricas, para la que se necesita una gran potencia. Este es un desafío real de diseño en el desarrollo de embarcaciones eléctricas a motor con el que la tecnología todavía está lidiando.
Para que el sistema de propulsión de una embarcación eléctrica de baja potencia tenga algún sentido, la embarcación debe ser lo más ligera posible. Y eso es fácil de decir, pero difícil de ejecutar. La propia estructura de la embarcación eléctrica, junto con el equipamiento y el sistema de propulsión, genera un peso de partida del que es difícil alejarse, especialmente en los primeros prototipos de embarcaciones eléctricas. Cuanto más pesada es la embarcación eléctrica, menor es la velocidad y mayor el consumo de potencia y de batería, lo que repercute directamente en la autonomía y las prestaciones. El resultado es que la versión eléctrica de una embarcación ofrece unas prestaciones notablemente inferiores a las de su equivalente de combustión, lo que automáticamente reduce el círculo de potenciales compradores de embarcaciones eléctricas. Se trata de un problema no solo de ingeniería, sino también de mercado.
Hidrodinámica y embarcaciones eléctricas — el desafío de diseño más importante
Y aquí llegamos al meollo del asunto. Para que una embarcación eléctrica a motor pueda navegar de forma eficiente, el casco debe diseñarse pensando en un rango de velocidad concreto. La física aquí es simple e implacable: el casco de desplazamiento y el de planeo son dos mundos completamente distintos. No es posible diseñar un único casco de embarcación eléctrica que funcione igual de bien en ambos casos.
Sin embargo, cada vez más fabricantes de embarcaciones eléctricas quieren ofrecer el mismo casco con un motor de combustión de alta potencia y con un motor eléctrico como opción alternativa. Y la mayoría de los motores eléctricos para embarcaciones disponibles y asequibles ofrecen potencias reducidas — y aquí es precisamente donde empieza el problema de diseño.
Un casco diseñado para prestaciones de planeo se comporta con propulsión eléctrica de una manera completamente distinta a lo que el cliente esperaría, y la eficiencia energética de la embarcación eléctrica dista mucho de ser óptima — al igual que ocurre con la propulsión de combustión en embarcaciones de planeo a bajas velocidades. Una embarcación de planeo a velocidades reducidas navega, pero de forma ineficiente. Por su parte, una embarcación de desplazamiento con propulsión eléctrica nunca navegará de forma eficiente a altas velocidades — o directamente no las alcanzará. Y este es precisamente el punto en el que el compromiso de diseño en el diseño de embarcaciones eléctricas se hace más evidente.
Embarcaciones eléctricas — diseño — un sistema de vasos comunicantes
Cada uno de estos desafíos de diseño en la construcción de embarcaciones eléctricas, por separado, sería alcanzable. El problema radica en que todos actúan a la vez y se influyen mutuamente: el peso de la embarcación eléctrica limita la autonomía, la autonomía exige baterías, las baterías ocupan espacio y elevan el precio de la embarcación eléctrica, el precio y el confort determinan quién la comprará y si la comprará, y además no existe una forma universal de casco de embarcación eléctrica que satisfaga todos estos requisitos al mismo tiempo.
El sector de las embarcaciones eléctricas a motor ya acumula bastante experiencia y cada vez sabemos más. Pero aún queda mucho camino por recorrer, y que diseñadores, fabricantes e ingenieros comprendan estos desafíos es la clave para ofrecer al mercado embarcaciones eléctricas a motor que realmente cumplan las expectativas de los usuarios.
¿Por qué merece la pena diseñar embarcaciones eléctricas?
Por el silencio. Navegar en una embarcación eléctrica en plena naturaleza es una experiencia completamente distinta a la que nos han acostumbrado las embarcaciones de combustión. Sin el ruido del motor, sin olor a gases de escape — escuchas el agua, el viento, el entorno. Es algo que no tiene precio. Y precisamente por eso merece la pena diseñar embarcaciones eléctricas a motor de la mejor manera posible.
Nuestras embarcaciones eléctricas
Si el tema de las embarcaciones eléctricas a motor te resulta cercano y buscas una diseñadora con experiencia, te invito a conocer nuestro portfolio de proyectos de embarcaciones eléctricas a motor. Diseñamos embarcaciones eléctricas tanto monocascos como catamaranes, en la franja de 5,5 a 10 metros. Si tienes alguna pregunta o quieres hablar sobre tu proyecto, estaré encantada de conversar contigo.
¡¡¡UN CORDIAL SALUDO!!!
En las fotografías: CANNA One — diseñada por Intuition Yachts | Construida por CANNA Boats
Fotografías realizadas por: ALAN DĄBROWSKI
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