Planchado en frío

El suministro eléctrico en tierra , ^{[ 1 ]} o conexión a tierra , energía de tierra a buque (SSP), energía en tierra (OPS) o energía marítima alternativa ( AMP ), es el proceso de proporcionar energía eléctrica en tierra a un buque atracado mientras sus motores principales y auxiliares están apagados. El suministro eléctrico en tierra permite que los equipos de emergencia, refrigeración , calefacción, iluminación y otros equipos reciban energía eléctrica continua mientras el buque carga o descarga su mercancía . Shorepower es un término general para describir el suministro de energía eléctrica a buques, embarcaciones pequeñas, aeronaves y vehículos terrestres mientras están estacionados.

El término «cold ironing» (arranque en frío) es un término de la industria naviera que se empezó a usar cuando todos los barcos tenían motores de carbón . Cuando un barco atracaba en puerto, no era necesario seguir alimentando el fuego y los motores de hierro se enfriaban literalmente, hasta llegar a enfriarse por completo; de ahí el término «cold ironing» . ^{[ 2 ]}

El apagado de los motores principales durante la estancia en puerto sigue siendo la práctica mayoritaria. Sin embargo, los generadores diésel auxiliares que alimentan los equipos de manipulación de carga y otros servicios del buque en puerto son la principal fuente de emisiones atmosféricas, ya que funcionan con fuelóleo pesado o fuelóleo pesado. La conexión a la red eléctrica en tierra (cold ironing) reduce las emisiones nocivas de los motores diésel al conectar la carga del buque a una fuente de energía eléctrica más respetuosa con el medio ambiente . Otra alternativa es alimentar los motores diésel auxiliares con gas ( GNL o GLP) o combustibles destilados con muy bajo contenido de azufre; sin embargo, si la contaminación acústica es un problema, la conexión a la red eléctrica en tierra se convierte en la única opción.

Un barco puede realizar operaciones de soldadura en frío simplemente conectándose a la fuente de alimentación de otro barco. Los buques de guerra cuentan con procesos y equipos estandarizados para este procedimiento. Sin embargo, esto no cambia el tipo de fuente de alimentación ni elimina la fuente de contaminación atmosférica .

La fuente de energía terrestre puede ser la red eléctrica de una compañía de servicios públicos , o bien un generador externo remoto. Estos generadores pueden funcionar con diésel o con fuentes de energía renovables como la eólica, la hidráulica o la solar.

El suministro eléctrico desde tierra ahorra el consumo de combustible que, de otro modo, se utilizaría para alimentar los buques en puerto, y elimina la contaminación atmosférica asociada a dicho consumo. El uso de la energía eléctrica desde tierra facilita el mantenimiento de los motores y generadores del buque, y reduce el ruido.

En 2024, la mitad de todos los cruceros podrán conectarse a una fuente de alimentación en tierra, lo que supone un aumento del 23 % con respecto a 2023. Se prevé que esta cifra aumente al 76,5 % para 2028 ^{[ 3 ].}

El cambio en sí no es inmediato, ya que desean que la transición sea fluida tanto para los pasajeros como para el equipamiento del barco.

El proceso de apagado del motor comienza una vez que se conecta el equipo de conexión a tierra y dura alrededor de 90 minutos. Durante este tiempo, los motores sincronizan la frecuencia de la energía que se genera con la de la energía entrante de tierra, y el barco pasa gradualmente a utilizar la energía de tierra desconectando la "carga de hotel" (todo lo que no esté relacionado con la propulsión, como iluminación, climatización , cocinas , etc.) de la energía del motor, antes de que se apaguen los motores ^{[ 4 ]} .

Aproximadamente 90 minutos antes de la salida, se reinician los generadores diésel y se sincroniza su frecuencia con la de la red eléctrica de tierra. Este proceso es esencialmente el inverso al de la llegada, donde el barco se desconecta gradualmente de la energía de tierra antes de volver a depender de la energía de sus motores.

A diferencia de las armadas, cuyos buques pueden permanecer atracados durante largos periodos en sus bases, los buques mercantes tienen estancias más cortas en puerto, durante las cuales mantienen la carga eléctrica mediante generadores eléctricos a bordo alimentados con combustibles fósiles (motores auxiliares). Los buques transoceánicos generalmente no han estado sujetos a controles de emisiones, por lo que los buques mercantes de todo el mundo han utilizado fuelóleo pesado (HFO , por sus siglas en inglés) como combustible óptimo. Este combustible tiene un alto contenido de partículas . Los estudios demuestran que un solo buque puede producir emisiones de partículas equivalentes a las de 50 millones de automóviles al año. ^{[ 5 ]}

Investigaciones adicionales ^{[ 6 ]} indican que las afecciones cardiopulmonares causadas por partículas provenientes de las emisiones de los buques son responsables de 60 000 muertes anuales. Estas muertes se han detectado en zonas alejadas del interior debido a las condiciones predominantes del viento. La flota mercante mundial total asciende a más de 50 000 buques mercantes (datos de Lloyds a enero de 2008), y cada buque pasa unos 100 días en puerto al año.

Por cada kWh (3,6 MJ) de electricidad, se consumen aproximadamente 200 g de fuelóleo pesado . Cada kg de fuelóleo pesado genera 3,1 kg de dióxido de carbono. Se estima que, a nivel mundial, los buques consumen 411.223.484 toneladas de combustible al año.     

Teniendo en cuenta estos informes, la Organización Marítima Internacional (OMI) ha establecido nuevas normas reglamentarias . El nivel de azufre es uno de los parámetros clave para medir la calidad del combustible, y el Anexo VI del Convenio MARPOL exige el uso de combustible con menos del 4,5 % de azufre, vigente desde 2010. El objetivo es reducir las emisiones mundiales de azufre en el sector marítimo a menos del 0,5 % para 2020. Algunas regiones (por ejemplo, California) ya exigen que los buques utilicen combustibles más limpios cuando navegan en sus aguas territoriales.

El sistema de suministro eléctrico en puerto elimina la necesidad de quemar combustibles fósiles a bordo de los buques mientras están atracados. Según este concepto, tal como se implementa legalmente, los buques que visitan los puertos se conectan a la red eléctrica local u otras fuentes de energía, que ya están reguladas por las normas locales de contaminación. Esta energía externa abastece la maquinaria interna de manipulación de carga y las necesidades de alojamiento del buque. En efecto, todas las fuentes de generación de energía se apagan y, por lo tanto, el buque queda en puerto. Esto proporciona un alivio inmediato de la contaminación por emisiones a bordo y permite a los operadores de buques seguir un programa de mantenimiento más integral, que normalmente se ve presionado por las exigencias operativas comerciales. El resultado inmediato es una menor emisión de calor de los buques, menores emisiones atmosféricas, menor riesgo de accidentes con maquinaria que utiliza combustible, menor impacto en el ecosistema , entre otros beneficios.

Para garantizar la compatibilidad entre buques y muelles, se ha creado un conjunto de normas internacionales conocidas como IEC/ISO/IEEE 80005 ^{[ 7 ].}

• Incompatibilidad de parámetros eléctricos: los buques, al haber sido construidos en diversos astilleros internacionales, no tienen requisitos uniformes de voltaje y frecuencia. ^{[ 1 ]} Algunos buques utilizan 220 voltios a 50  Hz, otros a 60  Hz y otros 110 voltios. El voltaje de distribución primaria puede variar de 440 voltios a 11 kilovoltios.
• Existen grandes variaciones en los requisitos de carga, desde unos pocos cientos de kW en el caso de los buques transportadores de automóviles hasta una docena o más de MW en el caso de los buques de pasajeros o los buques frigoríficos .
• Los conectores y cables no están estandarizados internacionalmente, aunque se han realizado avances en este sentido.
• Existen otras implicaciones legales para la subcontratación de la fuente de energía primaria . ^{[ 1 ]} Las implicaciones legales se derivan de los posibles niveles de impacto en el comercio internacional, las responsabilidades comerciales de las partes interesadas y otros riesgos evaluados.
• Algunos puertos cuentan con sistemas de comunicación de datos por fibra óptica instalados. El estándar para la comunicación de datos mediante fibra óptica debe ser el establecido en la norma IEC/IEEE 80005, apartado 2, publicada en 2016.

Todos estos problemas son abordables y ya se ha comenzado a trabajar en la reducción de las emisiones de los buques mediante el uso de energía eléctrica no conmutada. ^{[ 9 ]}

Se están llevando a cabo varios estudios ^{[ 10 ] [ 11 ]} para implementar completamente un método viable, controlable y monitoreado para alimentar el brazo más importante de la logística moderna, los buques mercantes.

El estado de California, en Estados Unidos , exige que un porcentaje de los buques que atracan allí utilicen la alimentación eléctrica en tierra para 2014. El puerto de Oakland está implementando una conexión de alta tensión en tierra (HVSC) de 6600 voltios. El primer buque de Hapag-Lloyd en utilizar el sistema, el Dallas Express, atracó allí en diciembre de 2012. El equipo eléctrico y mecánico para conectar la carga eléctrica del buque con la alimentación en tierra se encuentra en un contenedor de 40 pies en la popa del buque. Inicialmente, 15 buques de Hapag-Lloyd recibirán el sistema. ^{[ 12 ]}

La Autoridad Portuaria de Massachusetts llevó a cabo un estudio sobre la conexión a la red eléctrica en frío y sus alternativas en 2016, el cual señaló varios problemas, incluyendo la alta demanda máxima de energía (13 MW para un crucero, 3 MW para un buque portacontenedores ) y el alto costo de proporcionar el equipo necesario y la infraestructura eléctrica modernizada para el puerto de Boston. También expresó su preocupación por la pérdida de competitividad sin un acuerdo regional en la costa este de EE. UU. para instalar dichos sistemas. Los puertos de Halifax y Brooklyn han instalado conexión a la red eléctrica en frío en un muelle para cruceros cada uno, con un costo de $10 y $20 millones, respectivamente, financiados en su mayoría con subvenciones gubernamentales. ^{[ 13 ]}

• Conexión a tierra : para el suministro eléctrico de aviones, camiones, etc.

• Tesis de Papoutsoglou: Un estudio exhaustivo sobre puertos modernos, su implementación y los beneficios que ofrece a los puertos de todo el mundo.
• Tesis de Pamela Brieske – Planchado en frío (Externe Stromversorgung für Schiffe im Hafen, alemán, 2007)
• Factores clave y obstáculos para la adopción del uso de planchas eléctricas en frío en Europa
• Evaluación de las políticas de conexión a la red eléctrica en puerto y de reducción de velocidad para disminuir las emisiones de los buques cerca y en los puertos.