Esquema de la propulsión neumática propuesta con la opción múltiple para la conectividad, ya sea la cuadrícula y/o la conectividad de energía renovable. Crédito: Conversión y gestión de energía (2025). Doi: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2025.119613
Los científicos dicen que han creado una metodología que podría reemplazar dos motores diesel que alimentan un ferry con hélices neumáticas.
Los dos motores aéreos que reemplazan los motores diesel, según los científicos, generaron 250 kW cada uno y proporcionaron suficiente potencia para llevar el ferry de un lado a otro en una ruta predeterminada dentro del contexto del sistema de transporte marítimo de Finlandia.
El estudio en la revista Energy Conversion and Management se “realizó para evaluar la viabilidad técnica y económica de reemplazar el motor diesel convencional con uno impulsado neumáticamente en un ferry existente dentro del contexto de las necesidades de transporte marítimo de Finlandia”, escriben los científicos.
“Se demuestra que la propulsión neumática, aunque no convencional, es prometedora como una alternativa sostenible y eficiente en la energía a los motores marinos convencionales, particularmente para las operaciones de ferry de corta distancia”.
Los motores diesel son actualmente los motores de combustión interna más confiables en términos de control de densidad de potencia y robustez. Sin embargo, requieren grandes cantidades de combustible diesel para alimentarlos. Además, pueden ser bastante ruidosos y, peor, son una fuente importante de contaminación.
“Reemplazar estos motores por los neumáticos es una opción más limpia y efectiva, ya que estos motores también se pueden incorporar al cuerpo del ferry para almacenar el aire dentro de la estructura del bote o en los tanques auxiliares, lo que mejorará la flotabilidad”, dijo Abdul Hai Alami, el autor principal.
Flujo de energía del sistema neumático propuesto. Crédito: Conversión y gestión de energía (2025). Doi: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2025.119613
Los resultados de la investigación se basan en resultados experimentales y cálculos realistas, ya que los autores usan relaciones politrópicas para calcular el comportamiento del aire desde el momento en que se presuriza en el tanque hasta que fluye hacia el motor de aire utilizado para rotar la hélice.
“Usar este método para embarcaciones marítimas es atractivo desde los puntos de vista económicos, prácticos y ambientales y podría adaptarse fácilmente a la mayoría de los barcos de ferry, incluso en condiciones duras”, agregó Alami, quien también es profesor de energía sostenible y renovable de la Universidad de Sharjah.
Las hélices neumáticas dependen de la potencia del aire comprimido para accionar motores, cilindros u otros dispositivos mecánicos en lugar de diesel, electricidad o baterías. El método de propulsión neumática de los autores implica el uso de aire comprimido almacenado en tanques a alta presión y liberado en un motor de aire de paleta que se combina con un impulsor naval.
Los autores presentan lo que llaman “un estudio technoambiental … con una evaluación del ciclo de vida” para reemplazar un ferry con motor diesel con un sistema de propulsión neumática.
“El sistema propuesto tiene un costo operativo más bajo y un período de recuperación atractivo. El sistema propuesto es confiable con un contexto de impacto ambiental significativamente menor”, escriben.
El valor de novedad del enfoque de los autores proviene de su intento de aplicarlo en un ferry existente que se construyó en 1985 y actualmente funciona con un motor diesel en Finlandia.
Los resultados de la investigación se basan en resultados experimentales y cálculos realistas que utilizan relaciones politrópicas para calcular de manera realista el comportamiento del aire de ser presurizado en el tanque, fluyendo hacia el motor de aire que se utiliza para rotar la hélice. Crédito: Abdul Hai Alami
El coautor Kaj Jansson, un fabricante de ferry finlandés del finlandés K. J Marineconsulting AB, supervisó el reemplazo de los motores diesel con motores impulsados por el aire, así como el viaje del ferry con sus hélices neumáticas en la ruta designada.
“La propulsión neumática es el futuro de la navegación en rutas marítimas fijas. La previsibilidad del ritmo, la carga útil y el destino de los barcos de ferry permite la reemplazo de motores diesel convencionales que son eficientes y confiables pero son contaminantes, ruidosos y sensibles a los precios fluctuantes del petróleo con los neumáticos”, dijo Jansson.
Los autores señalan: “Desde una perspectiva técnica, el sistema neumático propuesto exhibió un rendimiento satisfactorio, cumpliendo con los mismos requisitos de propulsión que el sistema de motores diesel. El diseño modular del sistema neumático ofrece escalabilidad y adaptabilidad a las diferentes necesidades operativas, alineando con la creciente demanda de soluciones de transporte de conciencia flexible y ambiental.
“Económicamente, el sistema neumático propuesto ofrece ventajas competitivas en términos de costos de combustible reducidos y menores requisitos de mantenimiento debido a su diseño mecánico simplificado.
“Cuando se analiza desde una perspectiva del ciclo de vida, el ferry neumático presentó una opción factible para la reducción de costos en comparación con las contrapartes con diesel. Un asombroso ahorro de costos de USD 73,000 se calcula con un período de recuperación de ocho años”.
El profesor Alami dijo que era optimista de que el nuevo método de hélice neumático que él y sus colegas han desarrollado serían anotados y adoptados por la industria del ferry.
“La investigación y el desarrollo en Vane Air Motors permitirán utilizar materiales más avanzados, lo que resulta en motores neumáticos más fuertes. La investigación ha concluido que el período de recuperación de la modernización del ferry con motores aéreos en lugar de motores diesel es alrededor de ocho años. Esta es una afirmación muy conservadora, ya que el mejor escenario no se aplicó todo el tiempo cuando hace suposiciones”.
Más información: Abdul Hai Alami et al, una investigación tecnológica-ambiental de reemplazo de motores diesel con motores neumáticos para barcos de ferry, conversión y gestión de energía (2025). Doi: 10.1016/j.enconman.2025.119613
Proporcionado por la Universidad de Sharjah
Cita: los científicos desarrollan hélices neumáticas que podrían reemplazar los motores diesel en barcos de ferry (2025, 21 de abril) Recuperado el 21 de abril de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-04-scientists-pneumatic-propellers-diesel-ferry.html
Este documento está sujeto a derechos de autor. Además de cualquier trato justo con el propósito de estudio o investigación privada, no se puede reproducir ninguna parte sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona solo para fines de información.
