La capacidad de imitar las características del flujo laminar de la piel de delfín en la gran hélice de cuatro palas de un buque transportador de crudo de 300.000 toneladas ha permitido ahorrar un dos por ciento de combustible en una prueba de 35.000 millas náuticas.

Investigadores del Instituto de Tecnología e Ingeniería de Materiales de Ningbo (NIMTE) de la Academia China de Ciencias de Ningbo colaboraron con el importante operador de graneleros COSCO SHIPPING Energy Transportation para crear una piel biónica marina capaz de ahorrar energía en el transporte marítimo.

Los delfines alcanzan velocidades impresionantemente altas bajo el agua en parte gracias al uso impresionantemente eficiente de una masa muscular relativamente pequeña. Pero la microestructura, la flexibilidad y la secreción de moco de su piel, que permiten el flujo laminar de agua alrededor de sus cuerpos, también han sido objeto de muchos estudios. La piel forma una microestructura en el flujo de agua, generando microcorrientes de remolino que convierten la fricción deslizante entre la piel y el flujo de agua en fricción rodante. Cuando se combina con la lubricación del moco epidérmico, se minimiza la energía cinética turbulenta del flujo de agua. El equipo también estudió la capacidad de natación rápida de los tiburones, pero la piel del tiburón evolucionó originalmente a partir de escamas y se descubrió que las estructuras eran más complejas y más difíciles de replicar.

El investigador del NIMTE Zeng Zhixiang explica que el instituto creó un revestimiento de superficie equivalente al de la piel de un delfín mediante síntesis artificial. La piel biónica está compuesta por materiales de interfaz dinámicos similares a líquidos y materiales flexibles con una microestructura de entre 0,1 mm y 0,2 mm. Cuando se aplica a la superficie de la hélice, se ha descubierto que la piel biónica reduce la fuerza de corte con el agua, contrarresta el trabajo del empuje inverso sobre el agua, mejora la eficiencia y reduce el consumo de energía. Se dice que cumple con el Convenio internacional para el control de los sistemas antiincrustantes nocivos en los buques.

Un buque de carga de gran tamaño (VLCC) de COSCO SHIPPING de 300.000 toneladas completó tres viajes de entrega de petróleo equipado con la hélice de piel biónica. El revestimiento biónico se ha utilizado en más de 35.000 millas náuticas entre China y Oriente Medio, lo que supone un ahorro anual estimado de combustible de 300 toneladas (unos 140.000 dólares estadounidenses) y un ahorro de carbono de 900 toneladas. El coste de aplicación del revestimiento se estima en 20.000 dólares estadounidenses. En servicio, se espera un ahorro de combustible de aproximadamente el 1,5 por ciento con un ciclo de mantenimiento de 2,5 años.

No se han facilitado indicadores sobre si las pieles biónicas se reducirán de forma económica. Sin embargo, COSCO SHIPPING Energy Transportation y el Instituto de Tecnología e Ingeniería de Materiales de Ningbo tienen intención de promover la aplicación de pieles biónicas en más de 100 buques de transporte de crudo, por lo que esta tecnología acumulará pronto muchas más millas náuticas de experiencia.