Por qué los yates del futuro ya están aquí

La mayor transformación de la construcción de barcos en nuestra vida está en marcha, con el objetivo de eliminar las emisiones de carbono y utilizar compuestos que puedan reciclarse para fabricar un barco nuevo. Rupert Holmes visita los astilleros que lideran el cambio

Imagine un futuro en el que se pueda comprar un yate de producción estándar que no esté construido con fibras vírgenes, resina tóxica y equipado con cubiertas de teca o plástico, ni propulsado por un ruidoso motor alimentado con petróleo pesado nocivo, sino uno elaborado a partir de productos naturales. que funciona de forma silenciosa, libre de emisiones y con muy poca huella de carbono. Y donde, al final de la vida útil del yate, podrías volver a intercambiarlo con los constructores para que pudieran separar las fibras de la resina y reciclarla en un barco nuevo.

Ese futuro está aquí y ahora en 2023. Gracias a años de investigación y desarrollo de algunos de los astilleros más grandes, su yate del mañana ya está disponible hoy; tal vez no se haya dado cuenta.

Ya sea cruzando el Atlántico o disfrutando de una tarde soleada en aguas locales, la sensación de que navegar es una actividad que nos acerca a la naturaleza es fuerte. Sin embargo, los buques que brindan esta experiencia son producto de una industria contaminante considerable. Afortunadamente, esa situación está cambiando rápidamente y dos de los mayores constructores de barcos del mundo ya están dando grandes pasos hacia la producción de yates más sostenibles.

Al mismo tiempo, algunos de estos cambios harán que los yates sean más limpios y silenciosos, con el potencial de tener períodos más largos de autonomía al navegar largas distancias. Un cambio radical ya se hizo evidente en el Salón Internacional de Multicascos del año pasado, donde varios catamaranes nuevos lucían paneles solares con potencias de varios kilovatios, suficiente para alimentar casi todas las cargas de hotel de estos barcos hambrientos de energía (suficiente para funcionar con un modesto casa de hecho), a excepción del aire acondicionado y agua caliente.

Sin embargo, este es sólo un primer paso (y fácil de lograr) en una transformación que evoluciona rápidamente. Durante esa edición del salón, Fountaine-Pajot anunció su plan estratégico Odysséa24, que la firma ha desplegado para que todas sus marcas sean neutras en carbono de aquí a 2030.

La primera etapa se basó en un estudio independiente que muestra que la abrumadora mayoría (80%) de las emisiones de carbono del astillero no provienen de los procesos de fabricación, sino del uso de sus yates durante los primeros 20 años de su vida.

Sun Fast 30 y Mini 650 en producción en las instalaciones de Cheviré del Grupo Beneteau.

Solo unos meses después, Groupe Beneteau anunció su propio plan para construir toda su gama a partir de nuevos materiales más sostenibles para 2030. Esto incluye resinas que se pueden reciclar en un nuevo yate, logrando el santo grial de una economía circular. La propulsión eléctrica (con generadores que amplían el alcance cuando sea necesario) también se ofrecerá cada vez más como opción.

Estos son grandes planes y la industria marina tiene una larga historia de ideas grandiosas que rápidamente se dejan de lado o evolucionan muy lentamente.

Sin embargo, a pesar de su enorme tamaño (facturación anual de 1.500 millones de euros para el Grupo Beneteau y 230 millones de euros para Fountaine-Pajot), siguen siendo empresas familiares con una pasión por el cambio que viene desde arriba y horizontes de planificación mucho más largos. que los de algunas empresas que cotizan en bolsa o que son propiedad de capital privado.

En el Salón Internacional del Multicasco, Claire Fountaine, presidenta del grupo Fountaine Pajot y Dufour, nos dijo que era hora de actuar: “Para que las generaciones futuras naveguen preservando el planeta, tenemos la ambición de convertirnos en líderes del sector ecológico. transición en nuestra industria. Este es el objetivo de nuestro plan Odysséa24”.

Si avanzamos 12 meses, ya estamos viendo los frutos de esta misión que sale del astillero de La Rochelle; hablaremos de esto más adelante. Del mismo modo, Groupe Beneteau ya tiene yates en producción en serie utilizando una versión modificada de la resina termoplástica Elium de Arkema que puede recuperarse al final de la vida útil de un yate y usarse para construir otro barco.

Su fábrica de Cheviré, frente a una de las instalaciones de Airbus en Nantes y a dos pasos del río Loira, tiene una historia ilustre. Originariamente era la división de Tecnologías Avanzadas de Jeanneau, donde se construyeron los tres primeros clasificados de la Ruta del Ron de 1990, entre ellos el Pierre 1er de Florence Arthaud y el Fleury Michon de Philippe Poupon. Más recientemente, aquí se produjo la nueva flota Figaro 3.

Bénéteau Oceanis 30

Hoy, Beneteau lo describe como un laboratorio para desarrollar soluciones sostenibles para la construcción naval. Pero en realidad es más que eso: una planta de producción de barcos capaz de producir más de 50 barcos al año, mientras ejecuta simultáneamente varios proyectos paralelos.

Cuando lo visité en mayo, estaban en producción tres Mini 650 construidos con un 6% de fibra de lino. También acababan de sacar del molde el primer Sun Fast 30 construido por Elium y se estaban preparando para infundir el segundo. Este barco es el resultado de un concurso de diseño organizado por RORC, la UNCL en Francia y el Storm Trysail Club en Estados Unidos. Fue ganado gracias a la colaboración entre los arquitectos navales VPLP y el especialista en compuestos avanzados Multiplast. Entonces, ¿cómo acabó Jeanneau construyendo el barco?

"Ya teníamos una colaboración con Multiplast, que construyó las láminas para el Figaro 3", afirma Damien Jacob, director de productos de veleros del Grupo Beneteau. "Normalmente solo realizan proyectos puntuales, pero ya teníamos una relación que encajaba perfectamente con este barco".

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Sin embargo, el concepto original del barco preveía el uso de resinas convencionales, por lo que VPLP tuvo que revisar la ingeniería estructural para integrar Elium en el diseño. Una ventaja clave de este material para la construcción naval es que tiene propiedades mecánicas muy similares a las resinas de poliéster convencionales. Sin embargo, era importante validar las cifras, un proceso central para la visión de Beneteau sobre los cambios que planea implementar en todos los ámbitos durante los próximos años. En lugar del riesgo de un cambio repentino y generalizado, el astillero está dando muchos pequeños pasos y aprendiendo de cada uno de ellos.

La construcción de uno de los dos prototipos Beneteau First 44, un barco que también tiene motores eléctricos gemelos, además de un generador extensor de autonomía diésel, marcó el año pasado la primera etapa del proyecto Elium. La idea era que permitiría una mejor comprensión del material, hasta los detalles de cómo perforarlo de manera eficiente, pegarlo, etc., para permitir su integración perfecta en una línea de producción.

El exquisito Flax 27 de Greenboats muestra lo que se puede hacer con materiales sostenibles

Beneteau cuenta con un grupo de expertos en producción de larga data con gran experiencia trabajando con diferentes materiales, técnicas de laminación y resolución de problemas. "Se trata de personas realmente talentosas que construyeron el First 44e y que ya son capaces de enseñar a otros a utilizar Elium", afirma el director de investigación e innovación del Grupo Beneteau, Erwan Faoucher, que también es presidente de APER, el plan nacional de desmantelamiento de embarcaciones en Francia.

A diferencia de las resinas convencionales, ya sean epoxi o poliéster, Elium es un sistema de resina de tres partes en el que todos los elementos deben combinarse en cantidades precisas. Desarrollada por Arkema, un fabricante multinacional de materiales especiales con sede cerca de París, es la primera resina termoplástica líquida del mundo que cura a temperatura ambiente.

Estas propiedades lo hacen factible para su uso en la construcción de barcos, sin embargo, como es un termoplástico, al final de la vida útil de un barco se puede fundir y recuperar para su uso en un barco nuevo, y el contenido de alcohol proporciona gran parte del combustible necesario para impulsar el barco. proceso. Esto es muy diferente de las resinas convencionales de poliéster y epoxi, que son de tipo termoestable en las que los enlaces cruzados de los polímeros hacen imposible su fusión y recuperación para su reutilización.

Groupe Beneteau tiene una licencia exclusiva de cinco años sobre una formulación desarrollada en una colaboración de tres años con Arkema para optimizar una versión de la resina para la construcción de barcos de producción.

Los tres elementos se mezclan automáticamente mediante una máquina, listos para la infusión, lo que hace que su integración en la línea de producción sea relativamente sencilla. Del mismo modo, los tiempos de curado son comparables a los de las resinas de poliéster convencionales, por lo que los programas de producción no necesitan grandes adaptaciones.

Un Flax 27 en construcción

Estos factores, junto con sus propiedades mecánicas similares, hacen que su uso sea una transición relativamente fácil del poliéster. Sin embargo, existe una penalización del 15% sobre el precio de un barco nuevo, que se espera que se reduzca al 10% a medida que aumentan los volúmenes (entendemos que Groupe Beneteau quiere que estos materiales sean estándar en lugar de una opción costosa). Además, todavía se está investigando cuál es el método óptimo para separar la resina de la fibra al final de su vida útil, ya sea mediante calor o disolventes.

Además de ser un material de economía circular -que se puede recuperar cuando un barco se desguaza y luego se utiliza para construir otro yate-, el Elium utilizado por Beneteau ya incluye un 18% de metacrilato reciclado -un ingrediente central- y, por tanto, tiene una huella de carbono de alrededor 15% menos que las resinas de poliéster convencionales. De cara al futuro, una vez que se pueda utilizar Elium totalmente reciclado, se espera que las emisiones de carbono sean dos o tres veces menores que las del poliéster, una cifra que, según Faoucher, “será muy difícil de superar para cualquier otro material”. Vale la pena señalar que los epoxis tienden a tener una huella de carbono dos o tres veces mayor que la de la resina de poliéster convencional.

Sin embargo, Beneteau no apuesta su futuro únicamente por Elium. Las pequeñas piezas de fibra de vidrio, como tapas de taquillas, plataformas de baño, etc., para sus nueve marcas se fabrican en una sola instalación que produce la colosal 30.000 artículos al año. Ahora todos estos incluyen algunas fibras de lino y actualmente se fabrican con resina de poliéster con alrededor del 15% de contenido de bioresina.

Esta cifra representa la cantidad de alcohol en la resina de poliéster convencional y, por lo tanto, fue una sustitución bastante fácil como primer paso. La siguiente etapa es reemplazar otros componentes para alcanzar un 34% de contenido bio. Faoucher afirma que la cifra máxima técnicamente alcanzable es del 40%, ya que el estireno que constituye una gran proporción de la resina de poliéster no puede sustituirse con materiales de origen biológico.

Fibras de lino utilizadas por Greenboat

También señala que determinar la cantidad óptima de fibra de lino a utilizar no es tan simple como podría parecer, de ahí el contenido de lino del 6% en el Mini 650. El problema, afirma, es que las fibras naturales absorben más resina que las artificiales, lo que da como resultado una embarcación más pesada que puede consumir más CO2 para su propulsión y así sucesivamente a lo largo de su vida útil.

Tras el amplio desarrollo de la energía eléctrica y del hidrógeno por parte de Fountaine Pajot, la parte del grupo Dufour se centra en el desarrollo de materiales. El proyecto, denominado 'Licorne' (unicornio), se dará a conocer a finales de este año. El plan es utilizar materiales reciclados para construir un prototipo del Dufour 41, navegarlo rápidamente durante unos tres años, antes de desmontarlo para construir otro yate y demostrar así su concepto circular.

El director adjunto, Romain Motteau, está entusiasmado con el proyecto y afirma que el elemento único es que la resina Arkema que quieren utilizar ya está formada a partir de material reciclado. Su visión es construir una flota de barcos que se alquilan en Dufour y, al final de su vida útil, vuelven para ser reciclados y convertirlos en barcos nuevos, en lugar del modelo actual de construir cientos de yates al año y venderlos a nuevos propietarios. : 'ese es el futuro'.

Groupe Beneteau y FP/Dufour no son las únicas empresas que buscan crear una producción de embarcaciones sostenible y hay muchos operadores de menor escala que silenciosamente han estado produciendo yates reciclables o con bajas emisiones de carbono en madera epoxi o aluminio durante muchos años, pero estas soluciones no pueden todavía debe ampliarse hasta alcanzar proporciones industriales.

Sin embargo, una empresa joven y destacada se centra en el desarrollo de nuevos métodos de construcción de barcos que puedan ampliarse: la alemana Greenboats. Los fundadores Friedrich Deimann y Paul Schirmer llamaron mucho la atención con el exquisito Flax 27 dayveler, que es una fantástica muestra de lo que se puede lograr con fibras naturales y resinas de origen biológico.

El MB9 de Greenboats es un corredor de alta mar de 30 pies hecho de fibras de lino y bioresinas.

Inicialmente no estaba pensado como un barco de producción en serie, pero desde el principio la visión de los fundadores fue mucho más allá. La empresa ha dedicado mucha energía al desarrollo de materiales sostenibles para la construcción de barcos, incluida la consultoría para astilleros más establecidos, y ha estado firmemente a la vanguardia de esta revolución.

Los ejemplos incluyen el trabajo con 11th Hour Racing para producir piezas como escotillas para su IMOCA 60 Malama que tienen la misma resistencia, características estructurales y peso que las escotillas de carbono anteriores que eran más o menos un elemento estándar de IMOCA.

Ha sido necesario más de una década, además de mucha investigación y experimentación, para que Greenboats alcance este nivel de experiencia.

“Hoy en día, la mayor parte de la producción con fibras de lino es bastante tosca y no aprovechan la magia del compuesto”, explica Deimann.

Con una ingeniería estructural detallada, incluso para piezas pequeñas, además de una orientación y ubicación óptimas de las fibras, es posible lograr el mismo peso, y en algunos casos menos, que utilizando materiales convencionales. Su último proyecto, por ejemplo, un crucero/regata de corta tripulación de 30 pies construido para Matthias Bröker, un arquitecto naval de Judel/Vrolijk que trabajó en el Dehler 30, será más liviano que el Dehler.

¿Qué sucede al final de la vida útil de los barcos que construyen? "Hay dos enfoques posibles", afirma Deimann. "Se pueden utilizar materiales de base biológica de bajo impacto y bajas emisiones de carbono, como lino y bioresinas, o sistemas de resina reciclables". Greenboats ha probado ambas y por el momento cree que la primera es la mejor opción, sobre todo porque la infraestructura necesaria para el reciclaje está muy lejos.

En cambio, han probado con éxito la fabricación de gránulos a partir de un laminado elaborado con materiales naturales. Luego se utilizaron para ayudar a alimentar el horno de una planta de fabricación de acero de una manera que no es posible con materiales convencionales.

El Aura 51 de FP utiliza el concepto Smart Electric para reducir enormemente el consumo de energía de combustibles fósiles y aumentar la autonomía

Dado que Fountaine Pajot se dio cuenta de que la inmensa mayoría de las emisiones de carbono no se producen en la fabricación, sino cuando el barco está en uso (especialmente con la potencia del motor), los materiales utilizados para construir barcos no son de ninguna manera los únicos cambios que la industria necesita hacer.

La propulsión eléctrica se ha establecido como la opción predeterminada para los nuevos diseños de veleros durante la mayor parte de la última década y ahora está avanzando rápidamente en el mercado de embarcaciones más grandes. Inicialmente, muchos de ellos también estarán equipados con generadores diésel ultraeficientes de extensión de autonomía, aunque la esperanza entre muchos es que el hidrógeno verde esté disponible lo suficientemente ampliamente como para reemplazar el generador con una pila de combustible de hidrógeno en un futuro no muy lejano.

Fountaine Pajot ya ha lanzado una versión prototipo de su Samana 59 que funciona íntegramente con combustibles no fósiles, incluido un panel solar de 6 kW y una potente pila de combustible REXH2 de 70 kW alimentada por hidrógeno. Este barco fue desarrollado en conjunto con EODev, una extensión industrial del proyecto Energy Observer: un catamarán de carreras de 90 pies que disfrutó de una carrera ilustre antes de ser convertido para funcionar con energía de hidrógeno y desde entonces ha completado 50.000 horas de uso.

Torqeedo y WhisperPower desarrollaron un generador extensor de autonomía ultraeficiente para maximizar la potencia de una determinada cantidad de diésel

En Francia, el entusiasmo por la energía del hidrógeno está creciendo rápidamente, incluida una enorme granja de hidrógeno de 34 hectáreas en desarrollo en St Nazaire, en la desembocadura del Loira, un número cada vez mayor de estaciones de abastecimiento de hidrógeno para el transporte público (las dos ciudades más grandes de Vendée – La Roche sur Yon y Les Sables d'Olonne (por ejemplo, ambos los tienen) y el doble de coches privados que el Reino Unido.

Sin embargo, Fountaine-Pajot se muestra cautelosa sobre la realidad de la rapidez con la que esta tecnología puede implementarse en la industria marina. No se trata de la fiabilidad intrínseca del sistema, como Phil Sharp, otro defensor del hidrógeno que también reside en La Rochelle, intenta demostrar en la próxima carrera Vendée Globe. El problema de los yates de crucero de larga distancia es la disponibilidad en un plazo razonable: “Para ello se necesita financiación europea”, según la directora de comunicación Hélène de Fontainieu.

En cambio, el enfoque inmediato de Fountaine Pajot está en lo que llama Smart Electric: propulsión eléctrica respaldada por un generador diesel, además de regeneración eficiente de los motores eléctricos durante la navegación, grandes paneles solares y energía eólica. Un sistema inteligente de gestión de energía a bordo también es un elemento clave y garantiza un uso óptimo de la energía y la carga.

"Muchos barcos tienen dos o tres motores de combustión interna", me dijo Matthieu Fountaine, director general adjunto y director del proyecto Smart Electric/hidrógeno. "En un sistema bien diseñado, si se reemplazan por motores de propulsión eléctricos, además de un generador diésel, podemos reducir el combustible necesario para la propulsión entre un 15 y un 20 por ciento".

El Samana 59 de Fountaine Pajot funciona íntegramente con combustibles no fósiles

Smart Electric está disponible para todas las marcas de FP, incluidos los monocascos Dufour. Ya hay varios ejemplares a flote y está previsto construir otros 50 el próximo año.

Los primeros compradores provienen de todo el mundo y, a menudo, son personas que se ven a sí mismas como pioneras. Sin embargo, este concepto tiene potencial para generalizarse muy rápidamente: el año pasado, los automóviles híbridos y totalmente eléctricos representaron casi el 50% del mercado del Reino Unido, por lo que muchos compradores de embarcaciones ya han experimentado la propulsión eléctrica.

También se han realizado trabajos pioneros de astilleros como Arcona, Salona y Outremer, así como de cruceros como los YouTubers Dan Deckert y Kika Mevs (@SailingUma), que llevaron su Pearson 36 de 50 años de propulsión eléctrica a Svalbard e Islandia el verano pasado. ayudó a mostrar lo que es posible y perfeccionar los nuevos productos que se necesitan.

El mercado de los chárteres también es importante para Fountaine Pajot. ¿Qué tan bien ha tenido este concepto en el mundo empresarial más testarudo? Dos grandes operadores, Tradewinds y Dream Yacht Charter, ya han adoptado el concepto Smart Electric y este último ha encargado 40 barcos para su entrega en los próximos dos años.

El uso de propulsión eléctrica abre la puerta a una forma de pensar completamente diferente a la de los motores diésel a los que estamos acostumbrados. Sin embargo, un desafío para muchos constructores de barcos es que tienen que transmitir mensajes muy diferentes para distintos tipos de embarcaciones. Muchos yates con motor diésel transportan tanto combustible que el consumo nunca es una preocupación. Sin embargo, cuanto más viaje, mayores serán las posibilidades de que opte por volver a acelerar para ampliar el alcance.

Es increíblemente fácil subestimar el enorme beneficio que esto tiene en el uso de energía. La resistencia a la formación de olas aumenta exponencialmente por encima de 1x la raíz cuadrada de la longitud efectiva de la línea de flotación (en pies). Por lo tanto, se necesita tres veces más energía para empujar un barco con una línea de flotación de 36 pies (10,9 m) a 8 nudos que a 6 nudos.

Se pueden obtener mayores eficiencias reduciendo aún más la velocidad. La mayoría de las veces sólo se utiliza una pequeña proporción de la energía potencial, pero hay más disponible para maniobrar y para golpear el mar durante períodos cortos, como abandonar el puerto o rodear promontorios agitados.

Navegar a motor con propulsión eléctrica también es muy diferente a hacerlo con motor diésel y es una absoluta revelación. A diferencia de un motor diésel, los motores eléctricos pueden dar sólo un pequeño empujón extra: si esto ayuda simultáneamente a aumentar el viento aparente, el aumento de velocidad podría obtenerse utilizando sólo el 10% de la potencia del motor, lo que daría a un motor silencioso una autonomía de navegación enormemente mayor que un escaneo rápido de las especificaciones del sistema podrían sugerir.

Sin embargo, todo esto está muy lejos de lo que habrán visto los visitantes del enorme espacio dedicado a los yates a motor en el salón náutico de Düsseldorf de este año. Entre las muchas embarcaciones expuestas, un gran número de embarcaciones rápidas, aunque pesadas, propulsadas por motores colosales (incluidas múltiples unidades de motores fueraborda de 10 cilindros de 350 y 450 CV recientemente desarrollados) no mostraron ni el más mínimo gesto para abordar la inminente crisis climática o sobre el uso de plásticos.

Groupe Beneteau (más grande que la media docena de astilleros siguientes juntos) cree claramente que este viejo enfoque no es viable a largo plazo. Ha apostado firmemente su futuro en una dirección sostenible, hasta el punto de vender su negocio de casas móviles de tres décadas de antigüedad por valor de 300 millones de euros para ayudar a financiar la transición hacia la construcción de barcos sostenible. Seguramente muchos otros los seguirán a ellos y a Fountaine Pajot, junto con muchos astilleros más pequeños que realizaron gran parte del trabajo pionero para avanzar hacia prácticas más sostenibles.

Deimann advierte que aún queda un largo camino por recorrer y le preocupa que la industria en su conjunto siga funcionando en general con un antiguo modelo de economía lineal, no circular. Se trata de un cambio que requiere una forma de pensar completamente nueva, pero un cambio que, por ahora, al menos está en marcha.