El puerto de Yokohama, uno de los principales centros marítimos de Japón, está avanzando en la transformación de su infraestructura para reducir el impacto ambiental de las operaciones portuarias. Una de las medidas más importantes dentro de esta estrategia es la instalación de sistemas de suministro de electricidad desde tierra, conocidos internacionalmente como Onshore Power Supply (OPS) o shore power.
La idea es sencilla, pero sus implicaciones son importantes: cuando un buque llega al puerto y permanece atracado, puede dejar de utilizar sus generadores diésel auxiliares y recibir electricidad directamente desde la infraestructura eléctrica instalada en tierra.
En el caso de Yokohama, la ciudad ha incorporado esta tecnología como parte de su estrategia para convertir el puerto en un Carbon Neutral Port, es decir, un puerto que reduzca progresivamente las emisiones asociadas a sus actividades.
La infraestructura destinada a buques de carga en el muelle A4 de Honmoku se desarrolló durante el ejercicio fiscal 2024. La propia documentación de la ciudad de Yokohama señala que ese año se habilitó infraestructura de suministro eléctrico en tierra destinada a buques de carga.
¿Qué problema busca solucionar Yokohama?
Aunque un barco esté detenido en el puerto, eso no significa que sus sistemas estén completamente apagados.
Un buque de carga necesita electricidad para mantener en funcionamiento numerosos equipos: iluminación, sistemas de comunicación y navegación, bombas, ventilación, refrigeración, sistemas de seguridad y, en el caso de los portacontenedores, determinados equipos relacionados con los contenedores refrigerados.
Tradicionalmente, buena parte de esa electricidad se obtiene mediante generadores auxiliares alimentados con combustibles fósiles.
Esto significa que un barco puede seguir consumiendo combustible y generando emisiones incluso mientras permanece amarrado y sin desplazarse.
El suministro eléctrico desde tierra cambia ese esquema. En lugar de producir electricidad mediante sus propios generadores auxiliares, un buque compatible puede conectarse a la red eléctrica del puerto y utilizar esa energía durante su permanencia en el muelle.
El objetivo es reducir las emisiones producidas directamente en el área portuaria y, al mismo tiempo, disminuir el ruido asociado al funcionamiento continuo de los equipos de generación a bordo.
¿Cómo funciona el sistema de energía en tierra?
El funcionamiento puede entenderse como una especie de conexión eléctrica de gran escala entre el puerto y el barco.
Cuando el buque llega al muelle preparado para este servicio, se establece una conexión entre la infraestructura eléctrica terrestre y el sistema eléctrico del barco. Una vez realizada la transferencia, los equipos de generación auxiliares pueden dejar de operar y el suministro necesario para los sistemas del buque procede de tierra.
Sin embargo, no se trata simplemente de conectar un cable a un enchufe convencional.
Los sistemas OPS deben gestionar altos niveles de potencia, seguridad eléctrica, transformación y compatibilidad entre la red terrestre y los sistemas del buque.
Uno de los retos particulares de Japón es la diferencia de frecuencia eléctrica. El este de Japón, incluida la región de Tokio y Yokohama, utiliza principalmente una frecuencia de 50 Hz, mientras que muchos buques internacionales están preparados para trabajar con sistemas de 60 Hz.
Por ello, determinados sistemas de suministro en tierra necesitan equipos capaces de realizar la conversión de frecuencia. Precisamente el proyecto de Yokohama incorporó esta tecnología, un aspecto que TMEIC destaca al describir su participación en el proyecto de OPS del puerto en 2024.
El proyecto del muelle A4 de Honmoku
Uno de los puntos importantes de esta estrategia se encuentra en el muelle A4 del Honmoku Pier, dentro del puerto de Yokohama.
En enero de 2024 se anunció que Kandenko, Mitsubishi Electric y Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems (TMEIC) habían recibido de la Oficina Portuaria de la ciudad de Yokohama el encargo para construir un nuevo sistema de suministro eléctrico en tierra para ese muelle.
La infraestructura fue concebida específicamente para permitir que los buques puedan recibir electricidad desde tierra durante su estancia en el puerto.
La documentación posterior de la ciudad confirma que la infraestructura para buques de carga fue desarrollada durante el ejercicio fiscal 2024, situando el proyecto dentro de las medidas concretas de Yokohama para avanzar hacia la descarbonización de sus operaciones portuarias.
Esto es importante porque demuestra que la estrategia de electrificación no se limita a una fase experimental o a una declaración de intenciones: existe infraestructura física destinada a conectar los barcos a la red eléctrica.
¿Qué ocurre con los motores auxiliares?
El punto central de esta tecnología está en diferenciar el motor principal de los motores o generadores auxiliares.
El motor principal es el encargado de proporcionar la propulsión necesaria para que el barco se desplace. Cuando el buque está atracado, normalmente no necesita utilizarlo para desplazarse.
Los generadores auxiliares cumplen otra función: producen electricidad para mantener funcionando los sistemas del barco.
Por eso, el suministro eléctrico desde tierra no significa que el buque se vuelva completamente eléctrico ni que sus motores principales desaparezcan.
Lo que ocurre es más específico: durante su permanencia en el muelle, el barco puede sustituir la generación eléctrica mediante sus equipos auxiliares por electricidad procedente de tierra.
Esta distinción es importante para entender correctamente la tecnología. El OPS constituye una solución para las emisiones durante el tiempo que el barco permanece atracado, mientras que la reducción de emisiones durante la navegación requiere otras estrategias, como combustibles de menores emisiones, motores más eficientes, sistemas híbridos o nuevas tecnologías de propulsión.
Menos emisiones donde los barcos permanecen cerca de la ciudad
Uno de los mayores beneficios potenciales del suministro eléctrico en tierra es que permite actuar directamente sobre las emisiones producidas durante las operaciones portuarias.
Los grandes puertos se encuentran frecuentemente cerca de zonas urbanas y concentran actividades industriales, transporte terrestre, maquinaria de carga y descarga y tráfico marítimo.
Reducir el funcionamiento de los generadores auxiliares mientras los barcos están atracados puede disminuir emisiones contaminantes como óxidos de nitrógeno (NOx), óxidos de azufre (SOx) y partículas, además de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero asociadas al consumo de combustible.
El beneficio climático final, sin embargo, depende también de cómo se produzca la electricidad utilizada. Si la energía procede de fuentes con bajas emisiones, la ventaja ambiental puede ser mucho mayor. Por el contrario, si la electricidad se genera principalmente mediante fuentes fósiles, parte de las emisiones simplemente se desplaza desde el barco hacia el sistema eléctrico.
Por esta razón, la electrificación de puertos no consiste únicamente en instalar cables: también requiere desarrollar una infraestructura eléctrica cada vez más limpia y eficiente.
Yokohama quiere ir más allá de conectar barcos
El proyecto de energía en tierra forma parte de una estrategia más amplia.
En abril de 2024, Yokohama anunció un acuerdo con TEPCO Power Grid y Ocean Power Grid para estudiar el desarrollo de la red eléctrica necesaria para apoyar la descarbonización de la zona portuaria.
El objetivo incluye analizar cómo responder al incremento de la demanda eléctrica derivado, entre otras cosas, del suministro de electricidad a los buques y cómo desarrollar nuevos puntos de suministro de energía verde para la zona costera.
La ciudad también ha planteado estudiar posibilidades relacionadas con el suministro de electricidad procedente de energía eólica marina, utilizando sistemas de transporte eléctrico marítimo para llevar esa energía hacia el puerto.
De esta manera, el proyecto de electrificación se entiende como parte de una transformación mucho más grande: no solamente cambiar la fuente de energía de un barco mientras está atracado, sino preparar progresivamente todo el ecosistema portuario para funcionar con una mayor participación de electricidad de bajas emisiones.
Un desafío: no todos los barcos pueden conectarse
Uno de los aspectos que suele perderse cuando se habla de shore power es que no basta con que el puerto tenga una conexión eléctrica.
El barco también necesita contar con el equipamiento necesario para recibir esa electricidad.
Además, deben existir compatibilidad técnica, protocolos de seguridad y procedimientos adecuados para realizar la conexión. Las características eléctricas del buque y de la infraestructura terrestre deben ser compatibles, incluyendo aspectos como tensión, frecuencia, potencia y sistemas de conexión.
Esto significa que la expansión del OPS requiere inversiones tanto en los puertos como en la flota marítima.
A medida que más puertos instalen esta infraestructura y más barcos incorporen sistemas compatibles, la utilidad de estas conexiones puede aumentar considerablemente.
La frecuencia eléctrica, un reto especialmente relevante en Japón
El caso de Yokohama también resulta interesante desde el punto de vista tecnológico por la cuestión de la frecuencia.
Japón tiene una particularidad poco habitual: su sistema eléctrico nacional está dividido entre regiones que funcionan a 50 Hz y 60 Hz.
Yokohama se encuentra en la zona oriental, asociada a los 50 Hz. Sin embargo, muchos buques internacionales utilizan sistemas eléctricos de 60 Hz.
Por este motivo, el proyecto desarrollado en Yokohama incorpora tecnología de conversión de frecuencia. TMEIC explica que esta capacidad es fundamental para permitir que la electricidad suministrada por la red terrestre pueda adaptarse a las necesidades del buque.
Este elemento técnico demuestra que la electrificación portuaria no es simplemente una cuestión de instalar infraestructura eléctrica convencional. Se necesitan sistemas capaces de integrar redes terrestres con barcos que llegan desde diferentes países y que pueden utilizar configuraciones eléctricas distintas.
¿Cuánto puede aportar esta tecnología a la descarbonización?
El suministro eléctrico desde tierra no solucionará por sí solo las emisiones del transporte marítimo.
Los buques siguen necesitando energía para desplazarse entre puertos y el transporte marítimo internacional continúa dependiendo en gran medida de combustibles fósiles.
Sin embargo, el tiempo que un barco permanece atracado representa una oportunidad concreta para reducir emisiones.
Durante esas horas, el buque no necesita utilizar su sistema de propulsión, pero sí necesita mantener numerosos servicios funcionando. Sustituir los generadores auxiliares por electricidad de tierra permite atacar precisamente esa parte del consumo energético.
Por eso, organismos y especialistas del sector consideran el shore power una de las herramientas disponibles dentro de una estrategia más amplia de descarbonización portuaria.
La electrificación también cambia el concepto de puerto
El caso de Yokohama refleja una transformación que está ocurriendo en distintos puertos del mundo.
Durante décadas, un puerto podía entenderse principalmente como el lugar donde los barcos cargaban y descargaban mercancías. Actualmente, además de esa función logística, los puertos están adquiriendo un papel cada vez más importante como infraestructuras energéticas.
Las instalaciones portuarias necesitan prepararse para suministrar electricidad a barcos, equipos de manipulación de carga, vehículos, sistemas automatizados y otras instalaciones.
Esto implica reforzar redes eléctricas, incorporar sistemas de gestión de energía, instalar equipos de conversión y desarrollar fuentes de electricidad con menores emisiones.
En ese contexto, el OPS puede convertirse en una pieza inicial de una transformación mucho más amplia de los puertos.
Yokohama dentro de una tendencia internacional
Yokohama no es el único puerto que está desarrollando este tipo de infraestructura. Puertos de Europa, Asia y Norteamérica llevan años trabajando con sistemas de suministro eléctrico desde tierra.
Hamburgo, por ejemplo, ha desarrollado infraestructura de shore power para diferentes tipos de embarcaciones y tiene como objetivo ampliar progresivamente la cobertura de sus principales muelles.
La diferencia está en la escala, las características de cada puerto y la composición de sus flotas.
En el caso japonés, el desarrollo de estas tecnologías también está vinculado a la estrategia nacional de creación de Carbon Neutral Ports, que busca reducir las emisiones producidas tanto por los barcos como por las actividades terrestres asociadas a los terminales.
Una transición que necesita infraestructura y coordinación
El proyecto de Yokohama deja claro que la transición energética del transporte marítimo no depende únicamente de construir barcos nuevos.
También requiere transformar los lugares donde esos barcos pasan buena parte de su tiempo.
Para que un sistema de electricidad en tierra funcione de manera efectiva deben coordinarse autoridades portuarias, empresas eléctricas, operadores de terminales, compañías navieras, fabricantes de equipos y propietarios de los buques.
Además, la inversión inicial puede ser considerable. La infraestructura eléctrica debe diseñarse para soportar grandes demandas de potencia y funcionar de manera segura en un entorno portuario complejo.
También existe el desafío de garantizar que los barcos que llegan al puerto sean compatibles con los sistemas disponibles.
Un paso hacia puertos más silenciosos y limpios
La electrificación de puertos representa una transformación menos visible que la construcción de un barco completamente eléctrico, pero puede tener un impacto importante en las operaciones cotidianas.
En Yokohama, la instalación de infraestructura para suministrar electricidad a los buques de carga durante su estancia en el muelle demuestra cómo la transición energética puede aplicarse a instalaciones que ya forman parte del comercio marítimo internacional.
El objetivo inmediato es permitir que los barcos puedan apagar sus generadores auxiliares y recibir electricidad desde tierra, reduciendo así el consumo de combustible y las emisiones asociadas mientras permanecen atracados.
Pero el alcance del proyecto va más allá de un solo muelle. Yokohama está intentando construir una infraestructura portuaria capaz de integrarse con una red eléctrica más preparada para la transición energética y con una mayor disponibilidad de electricidad de bajas emisiones.
El reto que viene
El siguiente paso será ampliar la infraestructura y conseguir que más embarcaciones puedan utilizarla.
Para que la tecnología tenga un impacto significativo a escala internacional será necesario que exista una mayor estandarización, que los buques incorporen conexiones compatibles y que los puertos dispongan de suficiente capacidad eléctrica.
También será fundamental aumentar la participación de fuentes renovables en la generación de electricidad.
Yokohama está avanzando precisamente en esa dirección. El suministro eléctrico en tierra para buques de carga es una pieza concreta dentro de una estrategia más amplia que busca convertir el puerto en una infraestructura preparada para una economía con menores emisiones.
Así, el proyecto demuestra que la descarbonización del transporte marítimo no necesariamente comienza cuando un barco abandona el puerto. También puede comenzar cuando llega al muelle y conecta su sistema eléctrico directamente con tierra.
Un cambio pequeño en apariencia, pero estratégico
La imagen de un enorme buque conectado a la red eléctrica puede parecer un cambio relativamente sencillo. Sin embargo, detrás de esa conexión existe una infraestructura que debe resolver problemas de potencia, frecuencia, seguridad, compatibilidad y suministro energético.
El caso de Yokohama muestra cómo los puertos pueden pasar de ser únicamente puntos de intercambio de mercancías a convertirse también en nodos energéticos.
La electrificación de puertos, por tanto, no representa la solución definitiva a las emisiones del transporte marítimo, pero sí constituye una herramienta concreta para reducir el impacto ambiental de los barcos mientras están atracados.
Y en una industria donde los buques pasan una parte importante de su operación en los puertos, sustituir progresivamente los generadores auxiliares por electricidad suministrada desde tierra puede convertirse en uno de los pasos más visibles de la transición hacia un transporte marítimo más limpio.