Artículo Científico
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Diciembre
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4
| ISSN:
3091
-
183
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Desarrollo de sistemas de propulsión híbridos para
la reducción de emisiones en la industria naval
Development of hybrid propulsion systems for emission
reduction in the shipbuilding industry
Basurto
-
Giler
,
Ángel Francisco
1
;
Anchundia
-
Hidalgo
,
Publio David
2
;
Mieles
-
Álava
,
José
Carlos
3
;
Párraga
-
Chila
,
Cristhian Antonio
4
.
Recibido:
22/08
/20
24
Aceptado:
29/09/2024
Publicado:
31/10/2024
Cita:
Basurto
-
Giler, Ángel F., Anchundia
-
Hidalgo, P. D., Mieles
-
Álava, J. C., &
Párraga
-
Chila, C. A.
(2024). Desarrollo de sistemas de propulsión híbridos para la reducción de emisiones en la
industria naval.
Space Scientific Journal of Multidisciplinary
,
2
(4), 58
-
72.
https://doi.org/10.63618/omd/ssjm/v2/n4/39
Resumen
El estudio examina el desarrollo de sistemas de propulsión híbridos en la industria naval
como alternativa para reducir emisiones contaminantes. Mediante una revisión bibliográfica
sistemática de fuentes
científicas entre 2015 y 2024, se identificaron configuraciones
técnicas, tecnologías emergentes y ventajas operativas. Los resultados muestran que la
combinación de motores térmicos y eléctricos con almacenamiento energético mejora la
eficiencia, reduce e
l consumo de combustible y minimiza emisiones de CO
₂
, NO
ₓ
y SO
ₓ
,
especialmente en maniobras portuarias. Además, estos sistemas permiten cumplir con
normativas internacionales sin alterar la estructura de los buques. Se destacan avances en
diseño modular, i
ntegración de energías renovables y su aplicabilidad en diferentes tipos
de embarcaciones. En conclusión, la propulsión híbrida representa una solución intermedia
viable hacia un transporte marítimo más sostenible, eficiente y regulatoriamente compatible.
Palabras clave:
propulsión híbrida naval; reducción de emisiones; eficiencia energética;
sostenibilidad marítima; tecnologías limpias.
Abstract
The study examines the development of hybrid propulsion systems in the shipbuilding
industry as an alternative to reduce polluting emissions. Through a systematic literature
review of scientific sources between 2015 and 2024, technical configurations, emer
ging
technologies and operational advantages were identified. The results show that the
combination of thermal and electric motors with energy storage improves efficiency, reduces
fuel consumption and minimizes CO
₂
, NO
ₓ
and SO
ₓ
emissions, especially in port
maneuvers. In addition, these systems make it possible to comply with international
regulations without altering the structure of the vessels. Advances in modular design,
integration of renewable energies and their applicabil
ity in different types of vessels are
highlighted. In conclusion, hybrid propulsion represents a viable intermediate solution
towards a more sustainable, efficient and regulatory compatible maritime transport.
Keywords:
naval hybrid propulsion; emission reduction; energy efficiency; maritime
sustainability; clean technologies.
1
Instituto Superior Tecnológico Luis Arboleda Martínez
;
Ecuador
,
Manta
;
https://orcid.org/0009
-
0003
-
0792
-
2593
;
a.basurto@istlam.edu.ec
2
Instituto Superior Tecnológico Luis Arboleda Martínez
;
Ecuador
,
Manta
;
https://orcid.org/0000
-
0002
-
8749
-
436X
;
p.anchundia@istlam.edu.ec
3
Instituto Superior Tecnológico Luis Arboleda Martínez
;
Ecuador
,
Manta
;
https://orcid.org/0000
-
0002
-
5421
-
6961
;
j.mieles@istlam.edu.ec
4
Instituto Superior Tecnológico Luis Arboleda Martínez
;
Ecuador
,
Manta
;
https://orcid.org/0009
-
0004
-
8943
-
8048
;
c.parraga@istlam.edu.ec
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1. Introducción
La industria naval, responsable del transporte de aproximadamente el 90 % del
comercio mundial, enfrenta crecientes presiones para reducir su impacto ambiental,
particularmente en términos de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) y
contaminantes a
tmosféricos. De acuerdo con la Organización Marítima
Internacional (IMO, por sus siglas en inglés), el transporte marítimo internacional
generó cerca del 2,89 % de las emisiones globales de dióxido de carbono (CO
₂
) en
2018, cifra que podría incrementarse s
i no se implementan medidas tecnológicas
eficaces para mitigar este fenómeno (International Maritime Organization, 2020).
Ante este panorama, el desarrollo e implementación de sistemas de propulsión
híbridos se presenta como una alternativa técnica viable
y ambientalmente
sostenible, permitiendo a la industria adaptarse a las regulaciones internacionales y
a las demandas de un
transporte marítimo más limpio
(Soledispa Lino, 2024).
El principal problema radica en la elevada dependencia de combustibles fósiles por
parte de los sistemas de propulsión convencionales en embarcaciones comerciales,
militares y de transporte de pasajeros. Esta dependencia no solo contribuye
significativamen
te a las emisiones de CO
₂
, óxidos de nitrógeno (NOₓ) y óxidos de
azufre (SOₓ), sino que también limita el cumplimiento de las regulaciones
ambientales emergentes, como las enmarcadas en el Anexo VI del Convenio
MARPOL, que establece límites estrictos sobre
las emisiones contaminantes
provenientes de buques (IMO, 2020). La lenta adopción de tecnologías más limpias,
junto con barreras económicas, técnicas y normativas, perpetúa la utilización de
sistemas de propulsión ineficientes y contaminantes, lo que agud
iza los efectos del
cambio climático y la contaminación marina.
Los factores que agravan este problema incluyen, por una parte, la complejidad
técnica de sustituir o complementar los sistemas de propulsión tradicionales en
buques existentes, y por otra, la falta de incentivos económicos y marcos
regulatorios uniformes
a nivel global para promover la transición hacia tecnologías
limpias. Además, las soluciones actuales, como los combustibles alternativos
(metanol, hidrógeno o amoníaco), aún enfrentan obstáculos en términos de
infraestructura, seguridad y costos de implem
entación (Bouman et al., 2017; Bala et
al., 2021). En este contexto, los sistemas de propulsión híbridos, que combinan
motores de combustión interna con fuentes de energía eléctrica o renovable, surgen
como una opción intermedia y adaptable a diferentes ti
pos de embarcaciones,
permitiendo una reducción sustancial de emisiones sin requerir una transformación
total de la infraestructura mar
ítima actual (Baldi et al., 2015
).
La justificación del presente estudio radica en la necesidad urgente de identificar,
sistematizar y evaluar críticamente las alternativas tecnológicas existentes en el
campo de la propulsión híbrida naval, destacando sus beneficios, limitaciones y
potencia
l de impleme
ntación a corto y mediano plazo
(Canela Badrinas, 2018;
Parets Servalls, 2023
).
Este enfoque resulta pertinente no solo por el creciente
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interés de la comunidad científica y tecnológica en la descarbonización del
transporte marítimo, sino también por
la convergencia de políticas internacionales
orientadas hacia la neutralidad climática, como lo estipula el
Acuerdo de París
. De
igual forma, la revisión bibliográfica se justifica por la necesidad de compilar el
conocimiento existente disperso en múltiples estudios técnicos y científicos,
facilitando así una visión holística y comparativa de las solucione
s tecnológicas más
prometedoras
(Hernández Rodríguez, 2021).
Desde el punto de vista de la viabilidad, este estudio es factible gracias a la
disponibilidad de literatura científica actualizada indexada en bases de datos
reconocidas como Scopus y Web of Science, que documentan avances recientes
en sistemas híbridos a
plicados al transporte marítimo. La investigación, de carácter
documental, se sustenta en fuentes confiables, lo cual permite realizar una
evaluación rigurosa, metodológicamente sólida y conforme con los estánd
ares
académicos internacionales
(Mejía Cisnero
s et al., 2021).
Asimismo, los resultados
obtenidos podrán contribuir a la toma de decisiones en sectores industriales,
académicos y gubernamentales interesados en transitar hacia un modelo energético
más sostenible en el ámbito marítimo.
El objetivo de este artículo es analizar de manera crítica el desarrollo de sistemas
de propulsión híbridos aplicados a la industria naval como estrategia para la
reducción de emisiones contaminantes, mediante una revisión sistemática de la
literatura cien
tífica reciente. Se busca identificar los principales tipos de
configuraciones híbridas utilizadas, las tecnologías emergentes en almacenamiento
y gestión de energía, así como los impactos ambientales, técnicos y económicos
asociados a su implementación. A
l hacerlo, se pretende ofrecer una visión
actualizada y comprensiva del estado del arte, que sirva como base para futuras
investigaciones y para el diseño de políticas públicas orientadas hacia la
sosteni
bilidad del transporte marítimo
(De Torres Niess, 2024).
En suma, la transición hacia sistemas de propulsión más limpios en el sector naval
representa un imperativo ambiental y tecnológico de alto impacto global. La revisión
de la literatura científica permitirá establecer las bases para comprender cómo los
sist
emas de propulsión híbridos pueden contribuir a este objetivo, enmarcados en
un contexto multidisciplinario donde convergen la ingeniería, la energía, la
e
conomía y la política ambiental
(Cerpa Bernal et al., 2016).
2. Materiales y Métodos
Este estudio se desarrolló bajo un enfoque exploratorio, de carácter cualitativo,
centrado en una revisión bibliográfica sistemática orientada a analizar el desarrollo
y la aplicabilidad de sistemas de propulsión híbridos en la industria naval, con
énfasis
en su contribución a la reducción de emisiones contaminantes. La elección
de esta metodología responde a la necesidad de recopilar, sintetizar y evaluar
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críticamente el conocimiento científico existente, permitiendo establecer el estado
del arte sobre el tema desde una perspectiva amplia y multidisciplinaria.
La revisión se estructuró a partir de la formulación de preguntas guía orientadas a
identificar: (i) los tipos de sistemas de propulsión híbrida desarrollados e
implementados en buques; (ii) las tecnologías emergentes vinculadas a la gestión
energética en
contextos marítimos; y (iii) las implicaciones ambientales, técnicas y
económicas derivadas de su implementación. Para ello, se procedió a una
búsqueda exhaustiva de literatura científica en bases de datos académicas
reconocidas, específicamente Scopus y W
eb of Science, seleccionando únicamente
artículos publicados entre 2015 y 2024 con revisión por pares y alta relevancia
temática.
La estrategia de búsqueda incluyó el uso de descriptores en inglés y español como:
hybrid propulsion systems
,
marine emissions reduction
,
green shipping
,
energy
efficiency in maritime transport
,
propulsión híbrida naval
, entre otros. Se utilizaron
operadores booleanos (AND, OR) y filtros por área temática (ingeniería, energía,
transporte, ciencias ambientales) para delimitar la búsqueda a fuentes estrictamente
relacionadas con el objetivo del estudio. Se priorizó la incl
usión de artículos de
investigación o
riginal, revisiones sistemáticas, estudios de caso y reportes técnicos
con datos cuantificables sobre el rendimiento, eficiencia y sostenibilidad de los
sistemas híbridos aplicados a buques.
Una vez recopiladas las fuentes, se llevó a cabo un proceso de análisis cualitativo
mediante la lectura crítica de los textos
seleccionados. Este análisis permitió
clasificar los artículos según las tecnologías estudiadas, tipo de embarcación,
impacto ambiental evaluado, barreras de implementación y grado de madurez
tecnológica. Se excluyeron aquellas publicaciones que no present
aban evidencia
empírica, carecían de aplicación al ámbito naval, o se centraban exclusivamente en
propuestas conceptuales sin desarrollo técnico concreto.
Para garantizar la validez del análisis, se adoptó un enfoque comparativo que
permitió identificar tendencias comunes, divergencias y vacíos en la literatura actual.
Asimismo, se realizó una triangulación temática para relacionar los hallazgos
técnicos con
aspectos regulatorios y económicos, considerando el contexto de
transición energética del sector marítimo. Todos los datos extraídos se organizaron
en matrices temáticas, lo que facilitó la estructuración de los resultados en torno a
ejes analíticos defin
idos.
La metodología seguida asegura una cobertura representativa del conocimiento
disponible, permitiendo una comprensión profunda de los avances, limitaciones y
oportunidades en el desarrollo de sistemas de propulsión híbridos para la reducción
de emisiones en
la industria naval. Este enfoque exploratorio ofrece una base sólida
para futuros estudios empíricos y aplicaciones tecnológicas en contextos reales de
operación marítima.
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3. Resultados
3.1. Tipologías y configuraciones de sistemas de propulsión híbridos en la
industria naval
La transformación hacia una industria marítima sostenible ha motivado la innovación
en los sistemas de propulsión de los buques, siendo los sistemas híbridos una de
las respuestas más relevantes frente a los desafíos ambientales y energéticos.
Estos sistem
as integran múltiples fuentes de energía, generalmente combinando
motores térmicos con componentes eléctricos y almacenamiento energético, lo que
permite mejorar la eficiencia operativa, reducir las emisiones y ofrecer
mayor
versatilidad de operación
(De T
orres Niess, 2024).
A continuación, se exponen las
principales tipologías y configuraciones de estos sistemas en función de su
clasificación técnica, sus aplicaciones específicas, sus componentes predominantes
y las tendencias emergentes de diseño.
3.1.1. Clasificación de los sistemas híbridos
Los sistemas de propulsión híbridos pueden clasificarse de acuerdo con la
naturaleza de las fuentes energéticas utilizadas y la arquitectura del sistema de
propulsión. En cuanto a las fuentes, se identifican combinaciones como diésel
-
eléctrico, gas
-
eléctri
co, solar
-
eléctrico e híbridos que integran celdas de combustible
con almacenamiento en baterías
(Hernández Rodríguez, 2021).
Estas
configuraciones buscan reducir el consumo de combustibles fósiles, disminuir las
emisiones contaminantes y ofrecer una opera
ción más silenciosa y eficiente.
Desde el punto de vista arquitectónico, los sistemas híbridos pueden dividirse en
tres categorías principales: paralelos, en serie y combinados. En los sistemas
paralelos, tanto el motor térmico como el motor eléctrico pueden propulsar
direct
amente el eje de la embarcación
(Mejía Cisneros et al., 2021).
En los sistemas
en serie, el motor térmico actúa únicamente como generador de electricidad, siendo
el motor eléctrico el responsable de la propulsión. Los sistemas combinados
integran elementos de ambas conf
iguraciones para maximizar la eficiencia
operativa en diferentes condiciones de carga y navegación. Esta clasificación
permite adaptar el sistema a distintos tipos de operación, mejorando el rendimiento
energético y la
flexibilidad de la embarcación (Zhou et al., 2023).
3.1.2. Aplicaciones según el tipo de embarcación
La adopción de sistemas híbridos varía según el tipo y función de la embarcación.
Los transbordadores urbanos, especialmente aquellos que operan en rutas cortas y
zonas de emisiones controladas, han sido de los primeros en implementar estas
soluciones debi
do a su necesidad
de operar en entornos regulados
(De Torres
Niess, 2024).
Gracias a las rutas predecibles y las paradas frecuentes, estas
embarcaciones pueden maximizar el uso de la propulsión eléctrica, reduciendo
significativamente el consumo de combust
ible y las emisiones.
En el entorno portuario, los remolcadores han adoptado sistemas híbridos que les
permiten alternar entre propulsión térmica y eléctrica según la demanda operativa.
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Durante períodos de espera o maniobras a baja velocidad, el uso de energía
eléctrica resulta más eficiente y silencioso, lo que también contribuye a reducir la
contaminación acústi
ca en áreas densamente pobladas (Baldi et al., 2015
).
Los buques de apoyo en operaciones offshore también se benefician de los
sistemas híbridos, especialmente durante actividades de posicionamiento dinámico
o fondeo, donde el consumo de energía es variable y la eficiencia d
el motor térmico
puede ser baja
(Lindstad & Eskeland,
2016).
En estos casos, los sistemas híbridos
permiten mantener operaciones críticas con menor impacto ambi
ental y menor
desgaste mecánico, en la figura 1 se demuestra que
los sistemas híbridos ofrecen
menores niveles de desgaste y contaminación en comparación con los motores
térmicos convencionales.
Figura 1
Ventajas comparativas de los sistemas híbridos frente a motores térmicos en
buques de apoyo
Nota:
La imagen contrasta el rendimiento de los sistemas híbridos y térmicos en buques de apoyo,
resaltando cómo los híbridos reducen tanto el impacto ambiental como el desgaste mecánico,
posicionándose como una opción más eficiente y sostenible
(Autores, 2024).
Por otro lado, embarcaciones militares, científicas y de investigación han
comenzado a integrar soluciones híbridas debido a requerimientos operativos
específicos, como la necesidad de reducir la firma acústica durante misiones
estratégicas o
actividades de monitoreo marino
(Cerpa Bernal et al., 2016).
En este
segmento, la propulsión híbrida se convierte en una herramienta táctica y funcional,
más allá de su valor energético.
3.1.3. Características técnicas predominantes
Los sistemas de propulsión híbridos incorporan una serie de componentes
tecnológicos avanzados que permiten alcanzar altos niveles de ef
iciencia energética
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y operativa (
Bala et al., 2021).
Uno de los elementos más relevantes son los motores
eléctricos de alto rendimiento, capaces de operar en diferentes rangos de velocidad
y carga sin pérdida significativa de eficiencia. Estos motores se complementan con
bancos de baterías de litio, que ofr
ecen alta densidad energética, ciclos de vida
prolongados y sistemas integrados de seguridad térmica.
La conversión de energía entre componentes se realiza mediante convertidores de
potencia bidireccionales, que permiten el flujo energético tanto desde los
generadores hacia las baterías como en sentido inverso. Esta capacidad es clave
para gestionar la dem
anda de potencia en tiempo real y para permitir la
recuperación de energía durante proce
sos de frenado o desaceleración
(Lindstad &
Eskeland, 2016).
Otro componente fundamental es el sistema de gestión energética, encargado de
monitorizar y optimizar el uso de las diferentes fuentes de energía disponibles. Este
sistema toma decisiones
automáticas sobre cuándo activar los motores térmicos,
cuándo operar en modo eléctrico y cómo distribuir la carga entre generadores y
baterías. Además, se incorporan sistemas de recuperación de energía, que
almacenan la energía no utilizada durante ciertas
maniobras para su uso posterior,
aumentando la eficiencia global del sistema.
3.1.4. Tendencias en el diseño modular y adaptable
El desarrollo de soluciones híbridas modulares se ha convertido en una de las
tendencias más destacadas en el sector marítimo. Esta aproximación permite
diseñar unidades energéticas compactas y estandarizadas que pueden integrarse
fácilmente en diferentes
tipos de embarcaciones, reduciendo los tiempos de
instalación y facilitando los procesos de modernización de flotas existentes. El
diseño modular también permite escalar el sistema de acuerdo con las necesidades
operativas, añadiendo módulos adicionales se
gún la demanda ener
gética
(Bouman
et al., 2017
).
Los fabricantes han apostado por la creación de módulos energéticos integrados
que combinan generadores, motores eléctricos, sistemas de almacenamiento y
control en una única plataforma, lo cual facilita tanto la instalación inicial como el
manteni
miento posterior
(Mejía Cisneros et al., 2021).
Esta modularidad también
favorece la flexibilidad operativa, permitiendo modificar la arquitectura energética
del buque sin alterar significativamente su estructura o distribución interna.
Otra tendencia emergente es la integración de fuentes de energía renovables, como
paneles solares y sistemas de captación eólica, dentro de estos módulos híbridos.
Esto permite operar en modo de cero emisiones durante ciertas fases del trayecto,
especialme
nte en zonas urbanas, puertos o áreas protegidas. Asimismo, se están
desarrollando soluciones para recarga rápida de baterías y sistemas híbridos
conectados a redes inteligentes portuarias, lo que abre la posibilidad de sincronizar
el consumo energético de
l buque con la oferta de energía limpia en tierra
(Cerpa
Bernal et al., 2016).
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Estas innovaciones consolidan la propulsión híbrida como una alternativa viable,
eficiente y escalable para afrontar los retos ambientales del transporte marítimo,
ofreciendo una respuesta tecnológica adaptable a las exigencias operativas de cada
segmento
del sector naval.
3.
2. Impacto ambiental y eficiencia energética de los sistemas híbridos
navales
La incorporación de sistemas de propulsión híbridos en embarcaciones representa
una de las estrategias más relevantes en la transición energética del sector
marítimo. Estos sistemas, al integrar tecnologías térmicas y eléctricas, permiten no
solo una mejor
a operativa sustancial, sino también una respuesta eficaz frente a los
desafíos ambientales que enfrenta la industria naval. Este apartado analiza los
beneficios más evidentes de estas tecnologías, entre ellos, la reducción de
emisiones contaminantes, el i
ncremento de la eficiencia energética y la capacidad
de cumplimiento de normativas ambientales interna
cionales cada vez más
exigentes
(R
aptodimos & Georgopoulou, 2020), la figura 2 demuestra como e
l
camino hacia un futuro marítimo más verde se basa en reducir emisiones, optimizar
la energía y cumplir con las normativas ambientales
.
Figura 2
Estrategias clave para una navegación sostenible
Nota:
La imagen simboliza una
dirección clara hacia la sostenibilidad en el sector naval, integrando
tres pilares fundamentales: la reducción del impacto ambiental, la eficiencia energética y el
cumplimiento regulatorio, esenciales para un
a transición ecológica efectiva (Autores, 2024).
3.2.1. Reducción de emisiones contaminantes
Uno de los impactos ambientales más significativos de la propulsión híbrida es la
disminución de las emisiones atmosféricas generadas por los buques. La
combinación de motores térmicos con propulsión eléctrica permite reducir de forma
considerable la liber
ación de gases contaminantes, especialmente dióxido de
carbono, óxidos de nitrógeno, óxidos de azufre y material particulado. Esta
reducción es más evidente en maniobras portuarias, fases de baja velocidad o en
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operación en zonas de emisión controlada, donde se puede optar por un
funcion
amiento completamente eléctrico
(Soledispa Lino, 2024).
La posibilidad de apagar los motores térmicos durante ciertas operaciones y
sustituirlos por energía almacenada en baterías contribuye no solo a disminuir las
emisiones directas, sino también a reducir la contaminación acústica y las
vibraciones, lo que ti
ene un impacto positivo en la fauna marina
(Parets Servalls,
2023).
En embarcaciones que realizan trayectos cortos o regulares, como ferris y
remolcadores, el uso de sistemas híbridos ha demostrado un cambio notable en el
perfil de emisiones, incluso en co
ntextos operativos exigentes.
El uso de sistemas híbridos también permite adaptar la operación del buque a zonas
con legislaciones ambientales estrictas sin necesidad de modificar la infraestructura
principal de propulsión, lo que representa una ventaja tanto técnica como económica
par
a armadores que operan en rutas internacionales o en region
es costeras
altamente reguladas
(De Torres Niess, 2024).
3.2.2. Mejora del rendimiento energético
Los sistemas híbridos permiten una gestión más eficiente de la energía a bordo, ya
que posibilitan la utilización de las fuentes disponibles de manera flexible y
optimizada. En comparación con los motores térmicos convencionales, que
presentan una eficienc
ia reducida en condiciones de baja carga, los sistemas
híbridos permiten operar en un rango más amplio de eficiencia, ajustando
automáticamente el uso del motor térmico, el motor eléctrico o ambos según las
co
ndiciones de carga y navegación
(Parets Servall
s, 2023).
El uso de sistemas de gestión energética integrados permite distribuir la energía
entre los distintos subsistemas del buque, reduciendo las pérdidas y optimizando el
consumo en
función de la demanda real. Esta gestión inteligente incluye la
priorización del uso de energía almacenada, la modulación del funcionamiento de
los generadores y la posibilidad de utilizar energía recuperada en fases de
desaceleración o frenado.
Además, la propulsión híbrida reduce el desgaste de los motores térmicos al evitar
su operación continua en condiciones no óptimas, lo que se traduce en una
prolongación de la vida útil de los equipos, menores costos de mantenimiento y una
mayor confiabili
dad del sistema en su conjunto. También permite reducir la
necesidad de sobredimensionar los sistemas propulsivos, ya que la potencia
adicional puede ser suministrada por el componente
eléctrico cuando sea necesario
(Canela Badrinas, 2018).
El resultado es un sistema más eficiente, adaptable y menos dependiente de la
operación a plena carga, lo cual representa un avance técnico significativo en
comparación con los modelos de propulsión tradicionales.
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3.2.3. Cumplimiento de normativas internacionales
El marco regulatorio internacional en materia ambiental ha establecido objetivos
ambiciosos para la reducción de emisiones en el transporte marítimo, lo que ha
obligado al sector a buscar soluciones tecnológicas c
ompatibles con estos
estándares
(Canela Badrinas, 2018).
En este escenario, los sistemas híbridos
ofrecen una alternativa altamente eficaz para cumplir con las normativas vigentes y
con las proyecciones de descarbonización a largo plazo.
La capacidad de operar temporalmente en modo eléctrico permite a los buques
adaptarse a las exigencias de las zonas de control de emisiones, sin recurrir al uso
de combustibles alternativos costosos o a tecnologías aún en desarrollo. Esto es
particularment
e relevante para embarcaciones que transitan entre regiones con
diferentes grados de regulación ambiental, ya que la flexibilidad del sistema híbrido
permite responder a estos cambios sin compro
meter la operatividad del buque
(Soledispa Lino, 2024).
Además, las metas de reducción de intensidad de carbono en el transporte marítimo
internacional, planteadas por organismos globales, han generado una presión
creciente sobre las flotas comerciales para modernizar sus sistemas propulsivos. La
adopción de te
cnologías híbridas se alinea con estas metas y se presenta como una
solución intermedia viable hacia la implementación futura de sistemas
co
mpletamente libres de emisiones
(Sattler et al., 2020).
En paralelo, la tendencia global hacia la sostenibilidad ha propiciado el desarrollo
de incentivos financieros, fiscales y logísticos para la adopción de sistemas híbridos,
lo cual mejora la viabilidad económica de su implementación y acelera su
integración en la flota mundial
(Soledispa Lino, 2024).
Esto convierte a la propulsión
híbrida no solo en una solución técnica adecuada, sino también en una herramienta
estratégica para asegurar el cumplimiento regulatorio y la competitividad operativa
en el mercado
marítimo internacional.
4. Discusión
La integración de sistemas de propulsión híbridos en la industria naval constituye
una
respuesta estratégica frente a los desafíos ambientales, regulatorios y
operativos que enfrenta el transporte marítimo contemporáneo. Esta tecnología, al
combinar motores térmicos y eléctricos junto con sistemas de almacenamiento
energético avanzados, ofre
ce una vía intermedia viable entre la propulsión
convencional basada en combustibles fósiles y las soluciones completamente libres
de emisiones
(Hernández Rodríguez, 2021).
Su capacidad para mejorar
simultáneamente la eficiencia energética y reducir el impacto ambiental convierte a
los sistemas híbridos en una herramienta esencial para una transición tecnológica
gradual, pragmática y funcional.
Desde el punto de vista técnico, la versatilidad de estos sistemas permite su
adaptación a diferentes arquitecturas de propulsión y perfiles operativos. Ya sea
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mediante configuraciones paralelas, en serie o combinadas, los sistemas híbridos
se adecuan tanto a buques de nueva construcción como a embarcacio
nes en
proceso de modernización
(Bouman et al., 2017
).
Esta flexibilidad facilita su
implementación en una amplia gama de unidades, desde transbordadores de corta
distancia hasta remolcadores, buques de abastecimiento offshore y embarcaciones
científicas o militares. La capacidad de operar en modos de propuls
ión diferenciados
según las condiciones de navegación y
demanda energética amplía las
posibilidades de gestión eficiente del recurso energético disponible.
En términos ambientales, la reducción de emisiones contaminantes constituye uno
de los aportes más directos y cuantificables de esta tecnología. El funcionamiento
en modo eléctrico durante operaciones portuarias, maniobras de atraque y
navegación en zonas
de control de emisiones permite disminuir de forma
significativa las emisiones de gases como dióxido de carbono, óxidos de nitrógeno
y azufre, así como la emisión de
partículas y ruido subacuático
(De Torres Niess,
2024).
Estas ventajas tienen un impacto f
avorable tanto en la calidad del aire de
entornos urbanos costeros como en la preservación de ecosistemas marinos
sensibles. Además, el uso de baterías como fuente primaria en fases específicas de
la operación reduce la dependencia del motor térmico, minim
izando el desgaste
mecánico
y las pérdidas por ineficiencia
(Mejía Cisneros et al., 2021).
La eficiencia energética también se ve incrementada gracias a la gestión inteligente
de la energía a bordo. Los sistemas de control integrados permiten distribuir la carga
energética entre generadores, motores y baterías, optimizando el consum
o en
función de la demanda real
(Cerpa Bernal et al., 2016).
Esta característica es
especialmente útil en escenarios operativos variables, donde la propulsión
tradicional pierde eficiencia al operar fuera de su punto óptimo. Asimismo, los
sistemas de recuperación energ
ética, como el frenado regenerativo y la conversión
de calor residual, contribuyen a un uso más racional del recurso energético,
reduciendo el consumo global de combustible y
los costos operativos asociados
(Hernández Rodríguez, 2021).
Desde una perspectiva regulatoria, los sistemas híbridos ofrecen una solución
robusta para el cumplimiento de normativas ambientales internacionales cada vez
más exigentes. La posibilidad de operar en modo de cero emisiones en
determinadas fases del viaje
permite a las embarcaciones adaptarse a marcos
regulatorios heterogéneos sin necesidad de realizar cambios estructurales
profundos. Esto resulta particularmente importante en rutas internacionales, donde
las condiciones de acceso a los puertos y las regula
ciones ambientales varían
significativamente. Además, los compromisos internacionales orientados a la
descarbonización del transporte marítimo posicionan a los sistemas híbridos como
una tecnología puente hacia soluciones energéticas totalmente sostenibles
.
A pesar de sus múltiples ventajas, la adopción masiva de la propulsión híbrida
enfrenta desafíos que deben ser considerados. Entre ellos destacan el coste inicial
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de inversión, la necesidad de infraestructura de soporte en puertos y la capacitación
técnica requerida para su operación y mantenimiento. Aunque estos obstáculos han
comenzado a superarse mediante el desarrollo de soluciones modulares, políticas
de incent
ivos y avances tecnológicos, todavía representan una barrera en contextos
donde los márgenes económicos son limitados o donde la legislación ambiental no
impone estándares elevados.
En cualquier caso, los sistemas de propulsión híbridos se consolidan como una
solución estratégica de mediano plazo para la industria naval. Su capacidad para
integrarse con otras tecnologías emergentes, como las celdas de combustible, la
energía solar o l
os sistemas eólicos marinos, permite vislumbrar un futuro donde
estas plataformas híbridas evolucionen hacia configuraciones co
mpletamente libres
de emisiones
(Soledispa Lino, 2024).
En este sentido, su adopción no solo responde
a una necesidad inmediata d
e cumplimiento normativo, sino también a una visión
estructural de largo plazo basada en la sostenibilidad, la eficiencia operativa y la
innovación tecnológica.
5. Conclusiones
Las transformaciones que está experimentando la industria naval en materia de
sostenibilidad, eficiencia energética y cumplimiento normativo exigen la adopción
de soluciones tecnológicas que permitan una transición ordenada, progresiva y
eficaz hacia model
os operativos de bajas o nulas emisiones. En este contexto, los
sistemas de propulsión híbridos representan una respuesta técnica consolidada,
capaz de articular el desempeño energético con los compromisos ambientales sin
comprometer la funcionalidad y ver
satilidad de las embarcaciones. Su integración
permite enfrentar simultáneamente tres de los principales desafíos del transporte
marítimo: la reducción de emisiones contaminantes, el incremento de la eficiencia
energética y el cumplimiento de estándares in
ternacionales cada vez más
exigentes.
Los sistemas híbridos, al combinar motores térmicos con propulsión eléctrica y
dispositivos de almacenamiento energético, constituyen una solución intermedia de
alta viabilidad tecnológica y operativa. La flexibilidad de configuración
—
ya sea en
arquitectu
ra paralela, en serie o combinada
—
permite su implementación en una
amplia diversidad de embarcaciones, desde transbordadores urbanos hasta
remolcadores, buques offshore y unidades científicas o militares. Esta capacidad de
adaptación, junto con el diseño
modular y escalable, facilita su integración tanto en
embarcaciones de nueva construcción como en procesos de modernización de
flotas existentes, lo que convierte a la propulsión híbrida en una tecnología
estratégicamente transversal y evolutiva.
Desde el punto de vista ambiental, la capacidad de operar en modo eléctrico durante
fases críticas
—
como maniobras portuarias, navegación costera o estancias en
fondeo
—
permite reducir significativamente la emisión de gases de efecto
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invernadero, óxidos de nitrógeno y azufre, así como partículas finas y ruido
subacuático. Estos beneficios son particularmente relevantes en zonas de control
de emisiones, áreas costeras densamente habitadas o regiones ecológicamente
sensibles, donde la mi
tigación del impacto ambiental marítimo se ha convertido en
una prioridad regulatoria. La propulsión híbrida, por tanto, no solo responde a una
necesidad técnica, sino también a una exigencia ética y normativa alineada con los
objetivos globales de sosteni
bilidad.
En el ámbito de la eficiencia energética, los sistemas híbridos ofrecen ventajas
considerables al permitir una gestión más inteligente, dinámica y adaptativa del
consumo energético a bordo. La posibilidad de distribuir la carga entre múltiples
fuentes segú
n la demanda operativa mejora el rendimiento del sistema, reduce el
consumo específico de combustible y optimiza el funcionamiento de los motores
térmicos, evitando su operación en condiciones ineficientes. A ello se suman
tecnologías complementarias como
los sistemas de recuperación energética y los
sistemas de gestión energética integrados, que permiten maximizar el
aprovechamiento de la energía generada y almacenada, reduciendo las pérdidas y
aumentando la autonomía operativa de las embarcaciones.
En lo normativo, la propulsión híbrida representa una solución eficaz para cumplir
con los marcos regulatorios internacionales que buscan reducir la huella ambiental
del transporte marítimo. La posibilidad de operar temporalmente en modo de cero
emisiones,
sin alterar la arquitectura principal de propulsión, permite a los
armadores adecuarse a los requisitos de zonas reguladas sin necesidad de adoptar
tecnologías emergentes aún inmaduras o excesivamente costosas. En este sentido,
los sistemas híbridos actúa
n como tecnologías puente, facilitando el cumplimiento
de metas intermedias de descarbonización al tiempo que preparan la infraestructura
y el personal para la adopción de tecnologías más avanzadas en el futuro.
No obstante, su adopción a gran escala todavía enfrenta desafíos estructurales y
económicos. El coste inicial de implementación, la escasez de infraestructura
portuaria adaptada a la recarga energética, y la necesidad de
formación
especializada para la operación y mantenimiento de estos sistemas constituyen
obstáculos reales que deben abordarse mediante políticas públicas, incentivos
económicos y cooperación entre el sector público y privado. Superar estas barreras
permiti
rá acelerar la transición hacia un modelo marítimo más limpio y resiliente,
consolidando una nueva generación de embarcaciones capaces de cumplir con las
demandas operativas sin comprometer los objetivos ambientales.
En definitiva, la propulsión híbrida representa mucho más que una solución técnica
temporal: se configura como una plataforma de transición estratégica que permite
avanzar hacia un transporte marítimo sostenible, inteligente y regulatoriamente
compatible.
Su potencial para integrarse con tecnologías emergentes, su capacidad
de reducir el impacto ambiental de forma inmediata, y su adaptabilidad a distintos
contextos operativos, la convierten en un pilar clave en la evolución del sistema
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marítimo global. La consolidación de esta tecnología no solo contribuirá al
cumplimiento de los compromisos internacionales de reducción de emisiones, sino
que también fortalecerá la eficiencia, competitividad y responsabilidad ambiental de
uno de los sect
ores más relevantes para el comercio y la economía mundial.
CONFLICTO DE INTERESES
“Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses”.
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