Hoja de ruta 2025–2028 con prioridades, costos TCO y beneficios en ruido/emisiones.
La electrificación en sitio (OPS/Shore Power) dejó de ser piloto y se convirtió en estándar para terminales de contenedores, cruceros, Ro-Ro y, progresivamente, graneles y tanqueros. Esta guía explica cómo dimensionar la potencia por sitio y presenta cálculos transparentes de CO₂ evitado por escala y por año, con tablas y gráficos listos para ser usados en planificación portuaria.
Por qué OPS: regulación, aire local y competitividad
El OPS conecta la nave a la red eléctrica del puerto mientras permanece atracada, sustituyendo los generadores auxiliares a combustible. El beneficio inmediato es cero emisiones locales en el muelle (NOx, SO₂, MP) y una reducción neta de CO₂ que depende de la intensidad de carbono del sistema eléctrico. Además, mejora la experiencia urbana en puertos cercanos a zonas residenciales y alinea a los operadores con exigencias de líneas navieras y regulaciones que escalan año a año.
En términos de negocio, OPS aporta previsibilidad operacional (menos ruido, vibraciones y emisiones en labores de muelle) y una señal de sostenibilidad que las cadenas de suministro valoran en contratos. El reto es ingenieril: dimensionar bien la potencia por sitio, definir arquitectura (baja o alta tensión), cumplir normas de seguridad y planificar la curva de inversión por etapas.
Cómo se dimensiona la potencia por sitio (metodología paso a paso)
El cálculo parte del perfil de demanda en muelle por tipo de nave (MW) multiplicado por la duración de la escala y por la simultaneidad esperada en el frente de atraque. Para estimar CO₂ evitado se compara la generación a bordo con electricidad de red:
- Demanda típica a bordo (Pnave): potencia del sistema hotelero, equipos, reefers, bombas, hotel load del crucero, etc. (MW).
- Escala: horas conectadas (h).
- Factor de simultaneidad por sitio: probabilidad de dos naves simultáneas (0–1) según operación.
- Emisión a bordo (referencia): 0,65 tCO₂/MWh (generación con MGO en auxiliares).
- Emisión red (escenario medio): 0,35 tCO₂/MWh (intensidad de carbono de la red eléctrica; usar el valor oficial vigente para tu sistema).
Fórmulas de trabajo: Energía por escala = Pnave × horas (MWh). CO₂ a bordo = Energía × 0,65 tCO₂/MWh. CO₂ con OPS = Energía × 0,35 tCO₂/MWh. CO₂ evitado = Energía × (0,65 − 0,35) = Energía × 0,30 tCO₂/MWh.
Demanda típica por tipo de nave y potencia de diseño por sitio
Los rangos varían por tamaño, equipos y época del año. La tabla resume valores de ingeniería de referencia para dimensionar cada sitio con holguras razonables (verificación en terreno y diseño definitivo conforme a IEC/ISO/IEEE 80005).
| Tipo de nave | Demanda típica a bordo (MW) | Horas de escala (ref.) | Potencia recomendada por sitio (MW) | Notas de diseño |
|---|---|---|---|---|
| Portacontenedores | 3,5–6,0 | 8–16 | 7–12 (1 nave) · 12–20 (2 naves) | Variabilidad por reefers a bordo y tamaño (Panamax a >10k TEU). Alta tensión 6,6–11 kV (80005-1). |
| Ro-Ro / Vehículos | 1,0–2,0 | 6–10 | 2–4 (1 nave) · 6–8 (2 naves) | Cargas de rampa, ventilación; opción baja tensión en naves pequeñas (80005-3). |
| Granelero | 0,8–2,5 | 12–48 | 3–6 (1 nave) | Mayor permanencia; variación por equipos de bordo y clima. |
| Tanquero | 1,5–3,0 | 12–36 | 4–7 (1 nave) | Zonas clasificadas: requisitos adicionales de seguridad y enclavamientos. |
| Crucero | 8–16+ | 8–12 | 16–20 (1 nave) · 30–36 (2 naves) | Hotel load elevado (HVSC 11 kV típico). Gestión de picos. |
Arquitectura eléctrica y seguridad en muelle
La arquitectura combina subestación de media tensión, switchgear, transformadores y converter (si se requiere cambiar frecuencia), además de la caja de conexión en muelle con protecciones, enclavamientos y shore connection panel a bordo. El estándar IEC/ISO/IEEE 80005 define interconexión, comunicaciones y secuencias de conexión/desconexión para alta y baja tensión.
Cómo se calcula el CO₂ evitado (y por qué varía por país)
La reducción depende de dos factores: (1) cuánta energía deja de producir la nave (MWh) y (2) cuán “limpia” es la electricidad del sistema. Si la red tiene una intensidad de carbono de 0,35 tCO₂/MWh y la generación a bordo emite ~0,65 tCO₂/MWh, entonces cada MWh conectado a OPS evita ~0,30 tCO₂. Si la red se descarboniza (por ejemplo, 0,20 tCO₂/MWh), el ahorro sube a 0,45 tCO₂/MWh. Por eso conviene publicar una ficha con los factores oficiales que usa el puerto en sus reportes.
Gráfico: CO₂ evitado por escala de 8 horas (tCO₂ por tipo de nave)
Supuestos: potencia media en muelle y 8 horas de conexión; factor a bordo 0,65 tCO₂/MWh; red 0,35 tCO₂/MWh (ahorro 0,30 tCO₂/MWh). Valores de referencia.
Tabla: ejemplo de cálculo por escala (8 h de conexión)
| Tipo | Potencia media (MW) | Energía (MWh) | CO₂ a bordo (t) | CO₂ con OPS (t) | CO₂ evitado (t) |
|---|---|---|---|---|---|
| Contenedores | 4,0 | 32,0 | 20,8 | 11,2 | 9,6 |
| Ro-Ro | 1,5 | 12,0 | 7,8 | 4,2 | 3,6 |
| Granel | 1,2 | 9,6 | 6,2 | 3,4 | 2,9 |
| Tanquero | 2,0 | 16,0 | 10,4 | 5,6 | 4,8 |
| Crucero | 12,0 | 96,0 | 62,4 | 33,6 | 28,8 |
Gráfico: CO₂ evitado anual en un puerto tipo (tCO₂/año)
Escenario ilustrativo: 400 escalas/año de contenedores, 150 Ro-Ro, 300 granel, 100 tanqueros y 30 cruceros; 8 h promedio de conexión por escala.
Implementación por etapas y costos evitados
La inversión suele organizarse en fases: Fase 1 (un sitio contenedores/ro-ro con 6–8 MW y conexión en alta tensión); Fase 2 (ampliación a doble sitio o cruceros 15–20 MW); Fase 3 (graneles/tanqueros con requisitos específicos). Para cuantificar beneficio económico, es útil monetizar: (i) CO₂ evitado con el precio sombra que el cliente use en contratos; (ii) menores tasas de emisión local (salud/aceptabilidad social); (iii) reducción de combustible a bordo y mantenimiento de auxiliares; (iv) cumplimiento regulatorio y acceso a escalas de líneas que exigen OPS.
Buenas prácticas y riesgos a gestionar
- Normalización técnica: especificar conforme a IEC/ISO/IEEE 80005-1 (alta tensión) y 80005-3 (baja tensión). Compatibilidad de conectores, comunicaciones y secuencias.
- Seguridad eléctrica: enclavamientos, prueba de ausencia de tensión, protecciones diferenciales y coordinación con la tripulación.
- Operación: manuales, capacitación y paneles en muelle con indicadores de conexión/desconexión.
- Calidad de energía: armónicos y flicker; filtros/reactivos si aplica. Estudios de corto circuito en subestación.
- Contrato con la distribuidora: potencia contratada y esquema tarifario para horas valle; acuerdos de respaldo.
En definitiva
OPS/Shore Power entrega beneficios ambientales locales inmediatos y una reducción neta de CO₂ que crece a medida que la red se descarboniza. Dimensionar correctamente por sitio —con módulos de 6–8 MW para contenedores, 2–4 MW en Ro-Ro, 3–6 MW en granel y 16–20 MW en cruceros, según caso— permite avanzar por etapas y asegurar compatibilidad con la flota. Con tablas y gráficos como los de esta guía, los puertos pueden priorizar inversiones, comunicar resultados y acelerar acuerdos con navieras y autoridades.
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Fuentes
- IEC/ISO/IEEE 80005-1 y 80005-3: suministro eléctrico desde tierra a buques (requisitos técnicos y de seguridad).
- Organización Marítima Internacional (OMI): guías sobre emisiones en puerto y medidas de reducción en muelle.
- California Air Resources Board (CARB): normativa de conexión en muelle para flotas de contenedores, cruceros y Ro-Ro.
- Unión Europea: marcos AFIR/FuelEU Maritime y documentos de apoyo a OPS para terminales.
- Instituto Internacional de Transporte Limpio (ICCT): estudios de emisiones de buques en atraque y potencial de OPS.
- Autoridades energéticas nacionales: factores oficiales de intensidad de carbono de la red eléctrica para inventarios de GEI.
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