Serena es una embarcación fluvial electro-solar, para el transporte rápido de 12 pasajeros por vías fluviales, con una autonomía aproximada de 43 km a una velocidad crucero de 47 km/h.

La propulsión se realiza con dos unidades fuera de borda ubicados en la parte trasera de la embarcación y que fueron electrificadas retirando los motores de combustión que originalmente poseían estas arquitecturas y por medio del diseño mecánico de un sistema de transmisión se hizo la adecuación o retrofit de motores eléctricos de imanes permanentes de uso automotriz, optimizando de la cadena cinemática.

“Cuando seleccionamos el sistema de propulsión de la embarcación teníamos muchas opciones como el motor fuera de borda, intra borda, etcétera”, comenta a Portal Movilidad Juan David Mira, Docente Investigador de la universidad EAFIT.

Y agrega: “Entre las opciones, para los ríos de Colombia en los que el calado varía en distintas épocas del año y contienen sedimentos, la mejor arquitectura en términos de viabilidad técnica era la de fuera de borda”.

“Dentro del proyecto no optamos por diseñar un fuera de borda por completo sino electrificar uno que originalmente fuera a combustión ya que todo el sistema de transmisión de ese motor no nos agregaba valor en nuestro desarrollo”, aclara.

De esta forma, el valor agregado y el desarrollo principal se encuentran en el propulsor principal. A su vez, también tiene un alto grado de integración nacional.

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Posee un monocasco comercial fluvial el cual se adapta específicamente para albergar los componentes que hacen parte de la electro-propulsión, garantizando su estabilidad, maniobrabilidad y seguridad. Es fabricado por un astillero colombiano: Mar 10.

“El motor fuera de borda al cual le hicimos el retrofit es uno Yamaha”, comenta Mira.

“Hay una integración nacional muy importante en el retrofit porque diseñamos un sistema de acople que consiste en un gearbox que une el motor fuera de borda con la electrificación que es importada”, especifica el profesional.

Y destaca: “La interfaz de unión entre el propulsor principal y el motor fuera de borda es un gearbox diseñado y construido 100% con talento local”.

Los paneles solares son locales con un desarrollo propio de un proceso de paneles curvos dentro de la universidad. El techo de la embarcación cuenta con 14 paneles solares fotovoltaicos, ocupando un área aproximada de 14 m2, diseñados especialmente para adaptarse a las geometrías curvas propias del diseño aerodinámico del bote.

Embarcación electro-solar Serena

El equipo de desarrollo realizó un ejercicio de mapeo a nivel mundial e identificó cinco empresas que fabrican embarcaciones eléctricas, todas fuera de Latinoamérica.

Por esto, afirman que -en su segmento-, Serena es la primera embarcación eléctrica de transporte fluvial rápida de pasajeros que hay en Latinoamérica.

La embarcación fue fue pensada para equiparar las prestaciones que tienen hoy en día los botes a combustión que se utilizan en el Río Magdalena. La ruta de potencial operación alcanza los 55 kilómetros.

No obstante, los diseñadores entienden que el producto Serena no es solo la embarcación sino toda la electro propulsión ya que puede ser replicada no solo en botes de igual tamaño sino en otros tipos con motorizaciones más pequeñas.

Es decir, la unidad fuera de borda de este retrofit ya es un producto como tal.

El vehículo brinda varias opciones de carga: modo lento en un toma a un voltaje de 110 que demora entre 12 y 14 horas; un modo medio a un voltaje de 220 que demora entre 6 y 8 horas y; un modo rápido con el cargador vehicular que tarda entre 3 y 4 horas.

“La recarga que recomendamos depende de la infraestructura, como parte del proyecto también hay desarrollada una estación de carga solar”, explica Juan David Mira.

El panel solar alimenta todo el sistema periférico de la embarcación mientras está en operación. Cuando la embarcación está estacionada en un ciclo de carga, el panel apoya esa carga.

Según la escala de Madurez Tecnológica o Technology Readiness Level (TRL), Serena se encuentra entre los niveles 6 y 7.

“Estamos en busca de recursos para poder desarrollar pruebas con un usuario final que nos permita terminar de validar la tecnología y llegar a una etapa pre comercial”, comenta Mira.

El tiempo estimado para pasar a un TRL de 7 a 9 puede tardar aproximadamente un año y medio. En paralelo trabaja la spin-off Jidoka bajo la que también se buscan mecanismos de inversión y recursos que aún faltan.

Bajo el paraguas de Jidoka se pretende tener un portafolio que contemple un jet ski eléctrico para actividades recreativas, una embarcación de recreo para entre 5 y 8 pasajeros con motorización como la de Serena pero con un solo motor y el bote Serena con o sin paneles solares.

Por su parte, Pedro Vélez Aristizabal, Ingeniero Mecánico e Investigador destaca que la embarcación permite mitigar 130 Ton CO2/año y 0.78 Ton NOx/año.

Y, explica sobre la escalabilidad de la conversión: “Los motores originales eran de Yamaha, dentro de la spin-off se cuenta con el personal con la capacidad de hacer un retrofit también para motores Suzuki u Honda”.

En definitiva, este diseño está hecho sobre una arquitectura base de motores comerciales y puede ser escalable a otras marcas y a otros rangos de potencia. Cada motor posee una potencia nominal de 75HP (55kW). Posee un pack modular de baterías de litio con un peso neto alrededor de 800kg. El arreglo de baterías opera a 336V nominales y posee una capacidad de almacenamiento de 117,5 kWh.