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Alternativas à propulsão convencional

Alternativas à propulsão convencional

Várias soluções têm sido defendidas e experimentadas para reduzir o teor de emissões prejudiciais ao ambiente por parte do transporte marítimo.

A utilização do gás natural liquefeito (GNL), da energia eléctrica, do metanol, do etanol ou do biodiesel, são algumas delas. O nosso jornal trata aqui algumas destas soluções, comentadas por especialistas, sem a pretensão de esgotar o tema ou as respostas a questões colocadas por cada opção técnica.

 

O GNL

A utilização generalizada do GNL no transporte marítimo como alternativa aos combustíveis tradicionais pode ter sido adiada por uma década, de acordo com especialistas no sector. Luís Filipe Baptista, professor e presidente da Escola Superior Náutica Infante D. Henrique (ENIDH) admite que tal possa estar relacionado com a queda do preço do petróleo, depois de ter atingido valores extremamente elevados e que tornaram atractivo o GNL.

Além do preço, outros motivos levaram a que nos últimos anos o GNL se tenha tornado uma opção de substituição dos combustíveis habituais, como o menor volume de emissões para a atmosfera, na linha das mais recentes exigências internacionais no plano ambiental, ou a possibilidade de ser um combustível de transição para outras alternativas, como a propulsão a hidrogénio ou eléctrica. Mas é consensual que nem por isso está isenta de contrariedades.

Trata-se de uma tecnologia que começou a ser desenvolvida, essencialmente, nos anos 2000, pelos fabricantes de motores “e hoje está estabilizada, principalmente, para uso em navios de média velocidade (motores de quatro tempos, semi-rápidos, com 600 rotações, ainda que existam experiências em motores de dois tempos, com rotações muito baixas)”, referiu-nos Luís Filipe Baptista.

As vantagens do GNL são a redução de emissões de enxofre, praticamente a zero, segundo especialistas, bem como de dióxido de carbono (CO2), e a poupança na manutenção dos motores, que é mais simples e barata. Actualmente, assiste-se uma disseminação deste sistema um pouco por todo o mundo, com navios abastecidos a GNL e portos a equiparem-se para fornecerem este combustível.

As desvantagens não são de somenos. Uma delas é a falta de enquadramento legislativo adequado e devidamente estabelecido para este sistema, relacionado cm questões de segurança. “O ideal seria ter terminais específicos para o efeito, só que o GNL é fornecido a 160º negativos e levanta questões técnicas e de investimento complexas”, admite Luís Filipe Baptista.

Além disso, “o gás natural é metano, que é colocado nos motores juntamente com uma pequena quantidade de combustível tradicional, e se a combustão não for perfeita, há parte do metano que sai para o exterior sem ser queimado”, refere Paulo Viana, engenheiro naval. “Claro que esse gás que sai para o exterior tem menos partículas e não tem enxofre, mas em termos de gás com efeito de estufa é muito pior”, refere. Ou seja, apesar do benefício em termos de emissões de partículas e CO2, se o motor sofrer uma desregulação, a emissão de gases tem um impacto mais grave sobre o ambiente.

O engenheiro nota igualmente que não se pode armazenar o GNL como se armazena o gás butano. “Se eu encher um depósito com GNL, tenho cerca de 20 dias para o usar, pois o gás vai aumentando de temperatura e desaparece, a não ser que eu tenha uma forma de armazenar o gás, gastando energia”, refere.

Outro problema é a carência de portos preparados para este efeito, apesar de essa realidade estar a mudar. Paulo Viana refere que “hoje sabe-se que não compensa ter um centro de abastecimento de GNL apenas para navios”. De acordo com o engenheiro, “é preciso ter uma rotação suficientemente grande de gás nos depósitos”. Num porto como o de Lisboa, por exemplo, “não compensa”. Já se o GNL for para a indústria, em geral, “então o GNL para os navios será um sub-produto da indústria e compensa”, refere o engenheiro.

Actualmente, os navios que operam a GNL fazem-no, essencialmente, “em zonas geograficamente bem definidas, onde há GNL para se abastecerem”, como rotas de ferries em países do Norte da Europa, refere Paulo Viana. “São rotas contínuas, nas quais os navios escalam sempre os mesmos portos, onde há GNL”, refere. O mesmo não sucede, por exemplo, com os navios vagabundos (que andam em trumping, ou seja, que fazem qualquer rota).

Apesar da dilacção temporal do GNL no transporte marítimo admitida por Luís Filipe Baptista, não é segredo que o tema está a ser acompanhado em várias instâncias nos planos industrial, económico, ambiental e político. A União Europeia (UE), por exemplo, está empenhada em desenvolver uma estratégia de aplicação do GNL e do armazenamento de gás, no quadro da estratégia europeia para uma União Energética.

Consciente da importância do GNL para a redução das emissões de gases com efeitos de estufa, a UE reconhece que no caso do transporte marítimo, a sua utilização pode permitir ao sector cumprir as exigências de diminuição do teor de enxofre e azoto nos combustíveis navais. Mas admite que o nível das emissões de metano é uma preocupação, pelo que sugere que fabricantes e operadores de instalações de armazenamento de GNL devam apontar para a minimização destas emissões.

O armazenamento do GNL também está no horizonte da UE, que tem admitido a falta de investimento nesta matéria, motivada, em parte, por condições de mercado desfavoráveis. E já foi defendido o recurso a financiamento por fundos comunitários, desde que aplicados a terminais especialmente importantes para a segurança do aprovisionamento.

 

A propulsão eléctrica

A propulsão eléctrica é outra solução que tem sido encontrada nesta fase de transição do transporte marítimo, ainda que não esteja generalizada. Tal solução, tecnicamente, significa o recurso a um gerador eléctrico impulsionado por um dispositivo de acionamento principal que disponibiliza energia a um motor eléctrico, o qual faz movimentar o hélice.

Conforme esclarece Luís Filipe Baptista, “os motores de produção de energia eléctrica para os navios têm uma base de potência muito elevada e permitem funcionar mais optimizadamente, poupando toneladas de combustível e em manutenção de máquinas”. Para este responsável, “a electricidade é uma alternativa, mas não deixa de ter máquinas convencionais, onde nada é eléctrico, excepto se usarmos as células de combustível”.

Segundo alguns trabalhos sobre o tema, a propulsão eléctrica apresenta algumas vantagens. Uma delas é a redução do consumo de combustível. Este sistema tende a eliminar a falta de optimização que ocorre nos motores com propulsão mecânica tradicional, cuja velocidade define a rotação do hélice. A propulsão eléctrica permitirá ao motor primário funcionar com melhor rendimento, seja qual for a velocidade de rotação do hélice, pois deixa de existir relação mecânica entre o motor primário e o eixo propulsor.

A redução da tripulação é outra vantagem apontada, devido à substituição de recursos humanos nos actuais sistemas mecânicos, hidráulicos e pneumáticos por sistemas alimentados a electricidade, mais fáceis de controlar à distância e compatíveis com controlos electrónicos.

Como são modulares, os equipamentos de propulsão eléctrica não carecem de colocação próxima uns dos outros nem de motores auxiliares e podem ser instalados fora do casco, gerando flexibilidade no acondicionamento da carga e ganhos de espaço, importantes, designadamente, quando está em causa transporte de mercadorias, o que constitui outra vantagem competitiva.

Outra vantagem reside na diminuição de factores com impacto ambiental negativo, como emissão de poluentes, nomeadamente, os resultantes da queima de diesel ou a emissão de ruído (na propulsão mecânica convencional existem engrenagens redutoras que fazem o alinhamento das máquinas principais com as linhas do eixo, gerando ruído e vibrações).

De acordo com alguns especialistas, contudo, a implementação de propulsão eléctrica não é um processo simples. Conforme nos refere Paulo Viana, esta é uma área que “está mais dependente do desenvolvimento de baterias do que de outra coisa qualquer”. Em todo o caso, a ligação de navios às redes eléctricas, de que hoje se fala, tem dois problemas básicos, relacionados com as instalações de bordo e com os portos.

Um é a exigência de um apagão, que implica deitar abaixo as instalações do navio, fazendo-o de morto, para fazer a ligação do navio a terra. Como nos explicou um engenheiro naval, “no quadro eléctrico de bordo existe uma tomada de terra, mas é trifásica, sendo que temos que fazer previamente a sincronização das fases e que hoje não existem sistemas para o fazer, pelo que a solução é o apagão”.

O outro problema reside na ausência de capacidade para fornecer esse tipo de energia por parte da maioria dos portos. E nas questões técnicas associadas a este tipo de abastecimento em porto, como a compatibilização das ligações e da estrutura mecânica da ficha em diferentes locais/portos, um investimento que alguém terá que assumir.

O presidente da ENIDH recorda que na zona do Mar Báltico, “já existem experiências com navios de propulsão exclusivamente eléctrica, que têm um conjunto enorme de baterias, fazem travessias curtas, geralmente de 10 a 15 minutos, que são ferries; quando atracam, ligam o carregador das baterias e fazem a descarga de passageiros”.

Já em navios de grande porte, isso não é possível. Além de que nesse caso, alguma central eléctrica estaria “a produzir energia para recarregar as baterias, o que representaria deslocar a poluição do mar para outro sítio”, refere o mesmo responsável. Um navio desses “tem que se alimentar a média tensão, não pelas tomadas de 300 ou 400 watts, e precisa de estruturas em terra”.

Diz Luís Filipe Baptista que em San Diego, na Califórnia, “vão buscar parte desta energia ao fotovoltaico, para poluir menos”. Mas esta questão “ainda não nos tocou porque não temos tráfego que o justifique”. Em todo o caso, “o porto de Lisboa já fornece energia eléctrica a navios, dentro de certas contingências”, esclarece.

 

Navios híbridos e outras soluções

Uma solução que ganhou força foi a dos navios híbridos, que têm um grupo de baterias e um grupo de motores. Nestes casos, explica um engenheiro naval, “os motores estão sempre a funcionar no regime óptimo, independentemente da carga que tiver no navio”. Existe mais do que um gerador e um sistema electrónico que controla o número de geradores necessários. “Os picos altos e baixos são absorvidos pelas baterias”, refere a mesma fonte.

Os navios ideais para esta solução são os supply vessels, que apoiam infra-estruturas offshore e junto das quais se mantêm por vários dias, sem fundear, com os seus próprios meios de propulsão. “Os picos de propulsão que são precisos estão sempre a variar e se existir uma solução deste género, é possível ter uma boa instalação”, refere o mesmo engenheiro naval.

O presidente da ENIDH refere, por seu lado, que “hoje fala-se também na introdução de instalações de ciclo combinado a bordo dos navios”. O que representa uma turbina a gás acoplada a um alternador, em que os gases da turbina (que tem uma temperatura elevada) vão a uma caldeira que vai accionar uma turbina a vapor (montada na mesma linha do veio) e em que se recupera energia dos gases, aumentando o rendimento da instalação.

Igualmente faladas têm sido as soluções baseadas no biodiesel, no metanol ou no etanol. “São experiências interessantes, mas não vejo capacidade de serem introduzidas em larga escala, porque requerem uma quantidade brutal de combustível e não existe essa capacidade de produção”, refere Luis Filipe Baptista. Até porque isso exigiria desviar terras agrícolas para esse fim, retirando-as ao uso alimentar. Para Paulo Viana, o metanol ou o etanol “podem não ser um problema técnico para os navios”, mas “todas essas são soluções de segunda linha”, até porque podem ser mais um problema de abastecimento do que de modificação dos navios. José Manuel Dores Costa, vice-presidente da ENIDH recorda que “um navio gasta 100 toneladas de combustível por dia”, para dar uma ideia aproximada da terra necessária a estas soluções verdes.

Para Paulo Viana, importa trabalhar na forma de operar os navios, “no equilíbrio do navio na água”. Segundo explica, “o caimento do navio durante a navegação tem uma influência, por vezes, maior do que a do combustível utilizado”. Mas intervir a este nível “coloca problemas culturais”, refere, porque “implica dizer a um comandante de navio de que forma é que ele deve navegar com ele”. E a forma como o navio está dentro de água “pode gerar economias de consumo da ordem dos 5%”, refere Paulo Viana.

O vice-presidente da ENIDH, também ele engenheiro, reconhece que “os casos não foram feitos para menores velocidades” e que isso se traduz “numa combustão pior e maior degradação do óleo lubrificante, sendo que o próprio óleo não está concebido para trabalhar a essa velocidade, e numa degradação do consumo”, face à potência que se está a desenvolver. Nota ainda que existem fabricantes que “já estudam novos químicos para óleos, para que eles possam trabalhar a essas velocidades”.

Outra possibilidade para alcançar os objectivos económicos e de redução de emissões está em “redesenhar a proa dos navios”, refere Paulo Viana. “Os porta-contentores grandes foram feitos para navegarem entre 25 a 30 nós, mas com a realidade actual navegam a 15”, refere. Como não foram projectados para navegar a essa velocidade, gera-se “uma configuração do escoamento à volta da proa do navio” diferente da prevista, com redução de eficiência. José Manuel Dores Costa admite a este propósito que hoje existem formas mais inovadoras “que permitem navegar de forma mais estável em águas agitadas”, por forma a optimizar o consumo.

Paulo Viana também sustenta a conversão dos motores, pois com a realidade actual, funcionar a velocidade menor daquela para que foram concebidos, “é péssimo, é como andar sempre em primeira, ou seja, ao fim de algum tempo, estraga-se o motor”.

Fonte: Jornal da Economia do Mar

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