Vela sólida

SolidSail , a veces denominada Solid Sail o SolidSail Mast Factory (SMAF) en referencia a la filial homónima , es una tecnología de propulsión eólica diseñada para grandes buques, desarrollada por Chantiers de l'Atlantique en Saint-Nazaire , Francia . Este innovador sistema se basa en velas rígidas fabricadas con materiales compuestos y un aparejo de cangreja basculante, lo que permite la propulsión eólica híbrida o primaria para buques comerciales y cruceros. ^{[ 1 ]} También es el nombre de la filial creada por Chantiers de l'Atlantique en 2023.

Actualmente se utilizan tres unidades SolidSail para los sistemas de propulsión del velero más largo jamás construido (hasta 2026), el Orient Express Corinthian , que puede depender exclusivamente de su propulsión eólica en condiciones óptimas. ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]}

El desarrollo de SolidSail forma parte del programa Ecorizon, lanzado en 2007 por Chantiers de l'Atlantique y dedicado a la eficiencia energética y ambiental de los buques. Tras estudios preliminares, en 2009 se presentó un primer prototipo de buque a vela llamado Eoseas. Se trataba de un buque de pasajeros pentamaran de 305 metros de eslora, equipado con cinco mástiles que soportaban 12.440 m² ⁽ 133.900 pies cuadrados) de velas , capaz de navegar únicamente con la fuerza del viento en condiciones de viento fuerte. ^{[ 5 ] [ 6 ]}

La tecnología fue objeto de dos patentes presentadas en 2009 (patente Eoseas) y 2017. ^{[ 7 ] [ 8 ]} El proyecto se aceleró en 2014 con financiación para investigación y desarrollo de ADEME (Agencia Francesa para la Transición Ecológica) como parte del Programa de Inversión Futura. ^{[ 9 ]} El proyecto fue liderado por el ingeniero y exmarinero Nicolas Abiven. ^{[ 10 ]}

Entre 2016 y 2019, una serie de pruebas realizadas en diversas condiciones confirmaron la viabilidad del concepto. Chantiers de l'Atlantique se embarcó entonces en el desarrollo de un sistema de aparejo adaptado , que dio como resultado en 2019 una solución conocida como Solid Sail/AeolDrive. ^{[ 1 ]}

El programa de investigación SOLID SAIL 2.0 , llevado a cabo entre 2018 y 2020 por ENSTA Bretagne en colaboración con Chantiers de l'Atlantique, G-Sea Design y Multiplast, creó una cadena de cálculo fluido-estructura para dimensionar con precisión los compuestos y optimizar la geometría de la vela. Este consorcio bretón , certificado por el Pôle Mer Bretagne Atlantique y el clúster EMC2, reunió a cuatro socios principales y cinco subcontratistas (Awentech, Capacités SAS, Incidence, Mer Vent, Ocean Data System) para un presupuesto total de 994.000 €. ^{[ 11 ]} El programa fue cofinanciado por la Unión Europea ( FEDER ) y la Región de Bretaña . El trabajo, coordinado por Alain Nême (profesor asociado en ENSTA Bretagne), resultó en la creación de un modelo numérico predictivo validado por pruebas en un prototipo a escala 1/5, tanto en la plataforma MASMECA de ENSTA como en Pornichet . ^{[ 12 ]}

Los resultados de este trabajo fueron publicados en enero de 2022 en la revista internacional Ocean Engineering bajo el título "Modelado eficiente de la interacción fluido-estructura entre el jib y la vela mayor: validaciones con experimentos de velas semirrígidas" por Antoine Morvan, Matthieu Sacher, Alain Nême, Jean-Baptiste Leroux y Christian Jochum del Institut de Recherche Dupuy de Lôme (IRDL), así como por Nicolas Abiven de Chantiers de l'Atlantique. ^{[ 13 ]}

Un segundo programa de investigación, denominado JIB SEA, sucedió a SOLID SAIL 2.0 y se extendió durante 18 meses hasta diciembre de 2021. Su objetivo era finalizar el modelo de diseño a escala real teniendo en cuenta parámetros adicionales como la influencia del foque en las fuerzas transmitidas a través de la vela mayor y el envejecimiento por radiación UV . ^{[ 12 ]} ENSTA Bretagne aportó experiencia experimental y un amplio conocimiento sobre las interacciones fluido-estructura , lo que permitió modelar las tensiones experimentadas por los paneles rígidos que forman la vela para predecir las deformaciones y las fuerzas de propulsión. ^{[ 12 ]}

La validación de la tecnología SolidSail se llevó a cabo en varias fases sucesivas. Un primer prototipo a escala 1/10 con una superficie de 50 m² ⁽ 540 pies cuadrados) se probó en 2016 en un pequeño velero J/80 en la bahía de Pornichet . ^{[ 14 ]} Al año siguiente, en 2017, la mitad superior de la vela a escala 1/2 se probó en el monocasco IMOCA de 60 pies de Jean Le Cam . Estas pruebas lograron el 85 % de la velocidad máxima del barco, un resultado considerado positivo dado el peso de la vela. ^{[ 14 ] [ 8 ]}

Entre 2018 y 2019, el buque de tres mástiles Le Ponant, de 88 metros de eslora y operado por Ponant, fue equipado con un prototipo a escala 1/2 con una superficie de 300 m² ⁽ 3200 pies cuadrados) en su palo mayor durante su escala técnica en Marsella el 25 de octubre de 2018. El buque probó esta vela durante un año en travesías transatlánticas al Caribe y Cuba , bajo diversas condiciones operativas. ^{[ 15 ] [ 7 ]} Jean Emmanuel Sauvée, presidente de Ponant , declaró: «Cuando Chantiers de l'Atlantique propuso colaborar con nosotros en esta tecnología de vela rígida, nos interesó de inmediato. Le Ponant , nuestro histórico velero y origen de la compañía, sigue siendo más que nunca un buque insignia de nuestra flota, y la propulsión eólica es sin duda una energía del futuro». ^{[ 7 ]}

Simultáneamente, se instaló un prototipo a escala 1/5 que fue probado durante dos años en un muelle del puerto de Pornichet . Estas pruebas validaron los modelos numéricos desarrollados por ENSTA Bretagne . ^{[ 16 ]}

En febrero de 2022, se instaló un prototipo a escala real en el astillero Chantiers de l'Atlantique en Saint-Nazaire . Este demostrador, con un coste de 18 millones de euros y un 50 % de financiación pública, constaba de un mástil compuesto de 66 metros (para una altura total de aproximadamente 73 metros) y una vela rígida de 1050 m² ⁽ 11 300 pies cuadrados) compuesta por diez paneles plegables. El conjunto pesaba aproximadamente 20 toneladas y constituía uno de los mástiles compuestos autoportantes más altos del mundo. ^{[ 15 ] [ 17 ]} El mástil se ensambló en menos de seis meses, demostrando la pericia francesa en materiales compuestos. ^{[ 17 ]}

El demostrador fue probado durante más de dos años antes de ser desmantelado durante la noche del 24 al 25 de abril de 2024. Posteriormente, fue instalado en el primer buque de carga a vela de la naviera Neoline, con sede en Nantes, el Neoliner Origin , un buque de 136 metros en construcción en el astillero RMK Marine en Turquía . ^{[ 18 ]}

En marzo de 2022, el sistema SolidSail/AeolDrive recibió una Aprobación en Principio (AiP) de Bureau Veritas , una sociedad de clasificación francesa. Esta validación se emitió de acuerdo con la regla técnica NR 206 de Bureau Veritas relativa a los Sistemas de Propulsión Eólica (WPS), publicada en 2021. Frédéric Grizaud, Vicepresidente Senior de Chantiers de l'Atlantique, destacó que «el concepto Solid Sail es el primero de su clase y constituye la solución de propulsión eólica más avanzada e innovadora del mercado de grandes buques». ^{[ 19 ] [ 20 ]}

En mayo de 2023, Chantiers de l'Atlantique anunció la creación de SolidSail Mast Factory (SMAF) , una empresa especializada que reúne a seis socios industriales con participaciones iguales: Chantiers de l'Atlantique (líder), Avel Robotics, CDK Technologies , Lorima, Multiplast y SMM Technologies. Esta fábrica de 4000 m² ⁽ 43 000 pies cuadrados), ubicada en la zona de Rohu en Lanester ( Morbihan ), requirió una inversión de aproximadamente 20 millones de euros financiada por las empresas accionistas. ^{[ 21 ]}

La fábrica entró gradualmente en funcionamiento a partir de la primavera de 2024, con un robot de mecanizado entregado por la empresa saboyana CRENO en marzo, seguido de una segunda máquina robótica de drapeado diseñada por Fives Machining ( Capdenac-Gare , Aveyron ) a finales de julio de 2024. Esta última utiliza tecnología de cabezal Atlas personalizada para permitir la producción en serie de mástiles de carbono de 65 metros con un diámetro de aproximadamente 3 metros. ^{[ 22 ]}

El proceso de fabricación se ha simplificado considerablemente en comparación con el método artesanal inicial. Ahora solo se producen dos semiesferas de la longitud del mástil, en comparación con las seis semiesferas que formaban tres secciones anteriormente. El drapeado, que era manual en un 98 % para los primeros mástiles, ahora está automatizado en un 95 % mediante robots en SMAF. A velocidad de crucero, la fábrica debería producir entre diez y doce mástiles al año, con una reducción del 40 % en los costes de producción en comparación con el prototipo. ^{[ 23 ] [ 24 ]}

La tecnología SolidSail se basa en una vela semirrígida compuesta por paneles rectangulares de materiales compuestos ensamblados entre sí. A diferencia de las velas textiles tradicionales, este diseño permite alcanzar superficies vélicas muy grandes, de hasta 1500 m² ⁽ 16 000 pies cuadrados) por unidad de aparejo, manteniendo la resistencia estructural necesaria para la navegación en grandes embarcaciones. Esta opción amplía los límites de la superficie vélica desplegada, ya que las velas convencionales son mucho más frágiles a partir de cierto umbral. ^{[ 1 ]}

Las velas SolidSail constan de paneles compuestos ( fibra de vidrio , fibra de carbono y resina epoxi ) enmarcados por listones de carbono que forman una estructura rígida. La membrana interior está hecha de fibra de vidrio y epoxi delgadas . Esta construcción de paneles permite un plegado tipo acordeón , lo que facilita el almacenamiento y el despliegue de la vela. Los paneles se pliegan unos sobre otros sin necesidad de acción externa y sin aleteo, lo cual es esencial para la seguridad en superficies muy grandes. ^{[ 15 ]}

Este diseño le otorga a SolidSail diez veces la resistencia de las velas convencionales, con una vida útil estimada de 20 a 25 años, aproximadamente cinco veces mayor que la de una vela de tela de dimensiones equivalentes. ^{[ 1 ] [ 25 ]}

El sistema SolidSail se basa en un aparejo específico llamado AeolDrive , también desarrollado por Chantiers de l'Atlantique. Este sistema incluye mástiles de material compuesto de carbono que pueden alcanzar entre 85 y 100 metros de altura, según la versión. El mástil está montado sobre una botavara de acero giratoria de 360° , lo que permite optimizar la navegación independientemente de la dirección del viento . También tiene capacidad de inclinación de 70° para reducir la altura libre y permitir el paso bajo puentes, especialmente en Nueva York , donde los puentes alcanzan los 54 metros. ^{[ 15 ]}

El aparejo está totalmente automatizado y asegurado hasta con vientos de 40 nudos. El despliegue de las velas tarda siete minutos, mientras que su arriado requiere solo cinco. Con el sistema EolSide , es posible disociar la dirección del viento de la trayectoria de la embarcación , lo que ofrece una gran flexibilidad de navegación. ^{[ 15 ]}

Chantiers de l'Atlantique ofrece varias configuraciones SolidSail adaptadas a diferentes tipos de embarcaciones. La versión SolidSail 800 ofrece 800 m² ⁽ 8600 pies cuadrados) de superficie vélica por mástil, destinada a la propulsión auxiliar en embarcaciones de tamaño mediano, lo que permite una reducción de combustible de aproximadamente 500 toneladas por mástil al año. La versión SolidSail 1500 desarrolla 1500 m² ⁽ 16 000 pies cuadrados) de superficie vélica por mástil con mástiles de hasta 100 metros de altura, destinada a la propulsión principal en embarcaciones de aproximadamente 120 metros de eslora y que permite una reducción de combustible de aproximadamente 1000 toneladas por mástil al año. ^{[ 1 ]}

Según estudios realizados por Chantiers de l'Atlantique, el sistema SolidSail permite una reducción de las emisiones _de CO₂ de 7.500 toneladas anuales y una disminución del consumo total de combustible del 25 % (más de 2.500 toneladas anuales). En zonas con vientos favorables, como el Caribe, la reducción del consumo de propulsión puede alcanzar el 60 % para rutas equivalentes. La embarcación puede navegar a vela hasta 17 nudos, una velocidad superior a la que se logra solo con el motor. ^{[ 15 ]}

A partir de 12 nudos de viento aparente , el rendimiento es igual al de una vela convencional de tejido sintético dacrón . Con vientos flojos (viento aparente inferior a 7 nudos), la vela rígida rinde aproximadamente un 20 % menos que una vela textil, pero esta diferencia desaparece rápidamente al aumentar la intensidad del viento. ^{[ 14 ]}

Las tres unidades SolidSail integradas en los sistemas de propulsión del Orient Express Corinthian son capaces de lograr una propulsión autónoma y exclusivamente eólica en condiciones óptimas, según las pruebas realizadas por Chantiers de l'Atlantique . A diferencia de los barcos con propulsión asistida por viento, como el Club Med II (el tercer velero más largo de la historia), que no puede viajar sin utilizar otra fuente principal de propulsión, el OE Corinthian, por otro lado, debería poder evitar por completo el uso de su motor de GNL para la propulsión ^{[ 2 ] [ 4 ].}

El primer buque comercial equipado con tecnología SolidSail es el Neoliner Origin , un buque de carga rodada (RoRo) de 136 metros construido por el astillero turco RMK Marine para el armador francés Neoline. El buque está equipado con dos mástiles SolidSail de 76 metros, cada uno con una vela rígida de 1050 m² ⁽ 11 300 pies cuadrados) y un foque flexible, para una superficie vélica total de aproximadamente 3000 m² ⁽ 32 000 pies cuadrados). ^{[ 26 ]}

El casco del buque fue botado el 31 de enero de 2025 en el astillero RMK Marine en Tuzla . Las primeras pruebas a vela tuvieron lugar en el Mar de Mármara en julio de 2025.

El Neoliner Origin realizó su primera travesía transatlántica en octubre de 2025, zarpando del puerto de Montoir-de-Bretagne el 16 de octubre con destino a Baltimore vía Saint-Pierre-et-Miquelon .

Mediante el uso de velas y la optimización hidrodinámica del casco, Neoliner Origin busca una reducción del 80 % en las emisiones _de CO₂ en comparación con un buque convencional de tamaño similar. ^{[ 27 ]} El buque puede transportar hasta 5300 t (5800 toneladas cortas) de carga (1200 m (3900 pies) lineales o 265 contenedores de veinte pies). ^{[ 28 ]}

El Orient Express Corinthian , desarrollado para Accor por Chantiers de l'Atlantique , es el primer crucero en utilizar la tecnología SolidSail. Con 220 metros de eslora, lo que lo convierte en el velero más largo jamás construido , está equipado con tres mástiles de carbono de 69 metros (para un calado aéreo total de 100 metros), cada uno de los cuales soporta una vela rígida de 1500 m² ⁽ 16 000 pies²), lo que suma un total de 4500 m² ⁽ 48 000 pies²) de superficie vélica. Estos aparejos de cangreja basculantes y giratorios permiten navegar cerca del viento y alcanzar una velocidad máxima a vela de 17 nudos. ^{[ 29 ]}

El barco cuenta con 54 suites que varían de 45 a 230 m² ⁽ 480 a 2480 pies cuadrados), cinco restaurantes con dirección culinaria del chef Yannick Alléno , galardonado con varias estrellas Michelin, ocho bares, incluyendo un bar clandestino inspirado en la década de 1930, un cabaret con capacidad para 115 personas, un cine, un estudio de grabación, un spa Guerlain de 500 m² ⁽ 5400 pies cuadrados) y dos piscinas. Los interiores fueron diseñados por el arquitecto francés Maxime d'Angeac, director artístico del Orient Express , en un estilo inspirado en el Art Déco mediterráneo que combina el refinamiento clásico francés con tecnologías contemporáneas. ^{[ 30 ]} El exterior del barco fue diseñado por Stirling Design International, un estudio de arquitectura con sede en Nantes . ^{[ 15 ]}

El buque utiliza propulsión híbrida que combina energía eólica y un motor de gas natural licuado (GNL), con la ambición futura de utilizar hidrógeno verde . Esta combinación permite una reducción de emisiones de aproximadamente el 40 %. ^{[ 31 ]} El Orient Express Corinthian entró en servicio en la primavera de 2026, con una temporada de verano de cruceros por el Mediterráneo y el Adriático , antes de cruzar el Atlántico en otoño para llegar al Caribe. Un buque gemelo, el Orient Express Olympian , se entregará en 2027. ^{[ 32 ]}

Más allá de estos primeros logros, la tecnología SolidSail encuentra aplicaciones en varios segmentos marítimos. El proyecto Silenseas prevé una gama de cruceros de lujo de 85, 120 y 190 metros equipados con esta tecnología. Se están realizando estudios de modernización de buques de carga de tamaño mediano. La tecnología también interesa al sector de los grandes yates de recreo y superyates , así como a los grandes catamaranes . ^{[ 24 ]}

El desarrollo de SolidSail se benefició de una importante financiación pública. El proyecto demostrador a gran escala, con un coste de 18 millones de euros, recibió un 50 % de financiación pública, principalmente de la ADEME (Agencia para la Gestión del Medio Ambiente y la Energía) en el marco del programa «Buques del Futuro» del Programa de Inversiones Futuras (PIA), así como de las regiones de Pays de la Loire y Bretaña . ^{[ 33 ]} Christelle Morançais , presidenta de la región de Pays de la Loire , declaró: «Este proyecto, del que la región de Pays de la Loire se enorgullece de haber apoyado, es fruto de un enfoque colaborativo ejemplar por parte de toda la industria del Valle del Loira, que aspira a liderar el camino en la propulsión eólica para grandes buques». ^{[ 34 ]}

Además, Solid Sail/AeolDrive se benefició del apoyo del FEDER (Fondo Europeo de Desarrollo Regional) movilizado por el Pôle Mer Bretagne Atlantique, así como del programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea como parte del proyecto LeanShips. ^{[ 35 ]} La convocatoria de proyectos «Buques del Futuro», lanzada por ADEME como parte del PIA, tiene como objetivo financiar proyectos de investigación y desarrollo en la industria de la construcción naval que conduzcan a logros industrializables. ^{[ 36 ]}

La solución Solid Sail/AeolDrive surgió de la cooperación entre numerosas PYME de las regiones de Pays de la Loire y Bretaña , que colaboraron con Chantiers de l'Atlantique. Entre los socios bretones se encuentran Multiplast para la fabricación de velas y paneles compuestos, Avel Robotics para automatización y robótica, SMM Technologies para el montaje de mástiles, CDK Technologies para materiales compuestos, Lorima para la fabricación de mástiles de carbono, G-Sea Design para arquitectura y diseño naval, así como Blew Stoub, Ocean Data System, Pixel sur Mer y Awentech como subcontratistas. ^{[ 37 ]}

Entre los socios del Valle del Loira se encuentran MECA, Wichard, Nov-BLM (fabricante de botavaras de acero), Lancelin, Baudin Chateauneuf y PL Marine para herrajes de cubierta y equipos de maniobra. La empresa italiana Flexon Composites (OneSails) suministra foques flexibles con tecnología 4T FORTE. ^{[ 38 ]}

En el plano científico y académico, el proyecto se llevó a cabo en cooperación con IRT Jules Verne, la Universidad de Nantes, ENSTA Bretagne (Institut de Recherche Dupuy de Lôme) e ICAM de l'Ouest. ^{[ 35 ]} D-ICE Engineering proporciona sistemas de enrutamiento meteorológico para optimizar las rutas en función de las condiciones del viento. ^{[ 39 ]} El grupo Wichard, propietario de Lorima, también participa a través de sus marcas de enrolladores Profurl y Facnor. ^{[ 10 ]}

_{✶ El buque original data de 1990. Los primeros aparejos SolidSail (prototipos) fueron retirados en 2019 ^{[ 68 ].}}

_{Atlas Ocean Voyages anunció la posibilidad de realizar pedidos adicionales, lo que elevaría el número total de cruceros a vela a 4.}

_{◈ Accor también anunció una opción para adquirir dos buques SolidSail adicionales, con lo que su flota totalizará en 4 cruceros a vela.}

SolidSail Mast Factory (SMAF) estima que este mercado exponencial de propulsión eólica afecta al 90-95% de los buques comerciales. La filial también manifiesta su intención de mantener este sector industrial en la medida de lo posible en Francia y el sur de Bretaña. Con las primeras aplicaciones comerciales en servicio desde 2025 y varios proyectos en desarrollo, SolidSail constituye una de las primeras soluciones funcionales para la descarbonización del sector marítimo. Chantiers de l'Atlantique afirma que está trabajando para perfeccionar la tecnología ^{[ 91 ]} y explorar nuevas aplicaciones, para hacer de la propulsión eólica una alternativa viable tanto para cruceros como para el transporte de carga. La creación de la filial SolidSail Mast Factory permite a la empresa prever la producción industrial a gran escala, reduciendo significativamente los costes de fabricación. ^{[ 21 ] [ 92 ]}

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