Introducción
La implementación en el transporte marítimo (TM) de los sistemas energéticos inteligentes permite generar mayor eficiencia en sus procesos y alcanzar un manejo sustentable de los recursos, es un paso hacia las energías renovables (Mimica et al., 2022), se integra a estrategias para resolver las dificultades actuales, respecto al crecimiento del mercado marítimo, acrecienta la eficiencia energética y analiza los retos presentes con el cambio climático.
Una de las prácticas vinculadas es el cold ironing, un término utilizado en el sector del TM y se refiere a la práctica de conectar los buques en puerto a una fuente de energía en tierra, en lugar de depender de sus propios motores para generar electricidad. Por otra parte, Barberi et al., (2022) y Remyha et al., (2023) afirman que con el uso de estas prácticas se reducen las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) perjudiciales para el medio ambiente, generados por el TM. Los estudios realizados demuestran su efectividad, de esta manera se reduce la emisión de gases de escape y el sonido producido por los motores del barco, lo cual tiene un impacto positivo en el medio ambiente y en la calidad de vida de las personas que viven cerca de los puertos.
El problema que se aborda en esta investigación responde a la escasa literatura que se cuenta sobre el TM y el impacto ambiental en la sostenibilidad, los GEI, los compuestos orgánicos volátiles (COV), el material particulado (MP), los haluros, aerosoles y otros, comprendiendo la sostenibilidad desde la eficiencia en la protección del medio ambiente en las operaciones portuarias y los recursos disponibles utilizados (Rodríguez et al. 2023; Serrano et al. 2021).
En el último estudio realizado por Melnyk et al. (2024), afirman que el compromiso que tienen los países para alcanzar la neutralidad climática, por ejemplo, con la reducción de los GEI a 2050 por medio de la transformación de los combustibles fósiles utilizados en el TM y la utilización de tecnologías que permitan ser usadas con combustibles alternativos, que contengan en menor medida el azufre, y la inclusión de energía eficiente.
La energía en tierra puede ser generada por diferentes fuentes, como centrales térmicas, eólicas, solares e hidroeléctricas, entre otras, suministrada a través de un cable de alimentación conectado al barco. La implementación de sistemas de cold ironing gana popularidad en los diferentes puertos a nivel mundial, como una medida esencial para reducir las emisiones de GEI en la industria del TM y cumplir así con las regulaciones y normativas ambientales, las cuales cada vez son más rigurosas e inflexibles para preservar el ambiente (Pérez, 2014). El TM se ha desarrollado ampliamente y desde la pandemia de la covid-19 ha enfocado sus procesos en la sostenibilidad y protección del medio ambiente (Giuffrida et al., 2023), por eso, el uso de biocombustibles es vital para descarbonizarlo y desacelerar los efectos del cambio climático global (CCG) (Watanabe et al., 2022).
La tecnología digital y el CCG es el insumo para la gobernanza de la industria marítima (Stopford, 2022). La pandemia de la covid-19 trajo grandes enseñanzas al TM y las políticas gubernamentales, evidenció los problemas, permitió crear soluciones y se preparó para las dinámicas de mercado (Merck et al., 2022).
El impacto ambiental generado por el TM contribuye significativamente al CCG; el uso de información que permita comparar las mejores alternativas para minimizar los daños (Altarriba et al., 2022) demanda compromiso y apoyo de los actores vinculados a la industria.
La promoción de la inclusión de tecnología en puertos para usar combustibles amigables con el ambiente y elevar el rendimiento del transporte de carga con bajas emisiones de carbono y suministro de combustible (Smith y Mastorakos, 2023), contribuye significativamente a aminorar la huella de carbono del TM y permite mitigar el CCG, por tal motivo Xing et al., (2022) y Gu y Liu (2023) afirman que "el sistema judicial marítimo independiente de China está satisfaciendo la demanda de desarrollar una especialización ambiental, permitiendo una mayor explotación de su profesión en la resolución de casos ambientales marítimos y la im-plementación de la legislación ambiental", logrando un TM más resiliente y solucionando de manera práctica las disrupciones inesperadas causadas por la pandemia de la covid-19.
Atendiendo a estas consideraciones, la información recolectada para esta investigación fue por medio de la base de datos de Scopus, la revisión realizada arrojó 28 registros. Es importante destacar que la selección de los artículos se realizó de manera rigurosa y objetiva, para asegurar que los resultados obtenidos fueran precisos y confiables. Se depuró la información obtenida y 17 artículos fueron descartados por estar orientados a otras disciplinas como historia, seguridad, derecho, geografía, economía y aspectos políticos.
De este modo, los once documentos restantes se enfocaron en estudios relacionados, en 2023; se publicó una revisión de literatura orientada a evaluar el TM, para la que se utilizó el análisis bibliométrico, de redes y sistemático en 77 artículos científicos; en conjunto, este enfoque metodológico puede proporcionar una base sólida para el desarrollo de políticas y prácticas más sostenibles en esta industria (Mondello et al., 2023).
En el año 2022 se publicaron dos de estos artículos; el primero evidencia el conocimiento de China sobre el medio ambiente marino; la síntesis del paradigma chino del Estado de derecho para la gobernanza ambiental marina puede proporcionar una base sólida para el desarrollo de políticas más certeras en la gestión que se realiza en pro de la conservación del medio ambiente marino (Xing et al., 2022); el segundo se concentró en la digitalización en el TM, y fue realizado mediante análisis bibliométrico, en el que se encontraron 8178 publicaciones y se analizaron 280 artículos (Jovic et al., 2022).
En el 2020 se presenta una revisión que determina los 20 impactos positivos y los 20 desafíos presentes en el intercambio de información basados en el potencial de blockchain para mejorar la sostenibilidad del TM como medio más eficiente y transparente (Jovic et al., 2020).
Por otra parte, en 2018, se publicaron dos artículos; el primero utilizó las revisiones sistemáticas en pro de la implementación de las futuras tecnologías de la información y las comunicaciones (TIC) avanzadas en el TM; podría ser una herramienta útil para comprender las implicaciones de estas tecnologías en la industria y para identificar los desafíos y oportunidades asociados con su implementación en el sector (Balan, 2018).
El segundo estudio se enfocó en la conferencia International Association of Maritime Economists (IAME por sus siglas en inglés), una plataforma para discutir y analizar los desafíos y beneficios que enfrenta el sector marítimo; se centra en ejecutar acciones estratégicas capaces de revertir las amenazas presentes, aumentando la eficiencia del mercado y el rendimiento medioambiental de la logística relacionada con la industria marítima (Duru et al., 2018).
En el periodo comprendido entre el 2006 y el 2015 se publicaron cinco artículos; el primero estuvo orientado al análisis del uso del método combinado Delphi y Analytic Hierarchy Process (AHP) en la investigación del TM; puede proporcionar información valiosa sobre las ventajas y limitaciones de esta técnica para abordar problemas complejos en la industria marítima, mediante la revisión de la literatura en la investigación del este transporte (Arof, 2015).
El segundo artículo se concentró en conocer el impacto de las emisiones del TM en la calidad del aire costero en Europa; realizó una revisión exhaustiva de literatura y proporcionó información valiosa para entender el problema y abordarlo de manera efectiva (Viana et al., 2014).
El tercero de ellos afirmó que el objetivo de la Unión Europea (UE) es garantizar una movilidad sostenible y aplicar el cambio del transporte de mercancías terrestre, al transporte ferroviario y marítimo (Novo y González, 2009), seguido del TM que impulsa la Globalización como una tendencia de la economía mundial (Komadina et al., 2006); finalmente, Wilmsmeier et al. (2006) realizaron un diagnóstico de los costos involucrados en el TM, basados en 75 928 observaciones, en las que recopilan la información de las mercancías contenerizadas en las rutas de comercio intralatinoamericano en el año 2002; afirmaron que es relevante que los puertos cuenten con infraestructura y servicios adecuados para optimizar la eficiencia en la operación y, por ende, reducir los costos vinculados al TM; de acuerdo con las revisiones realizadas, no se encontró un estudio que incluya el proceso bibliométrico, como el que se propone en esta investigación orientada a proporcionar información sobre las diferentes tendencias y elementos necesarios para reducir las emisiones de GEI en el TM y su impacto en la sostenibilidad, es decir, cuidar el presente en todos los aspectos, para evitar dificultades sin comprometer el bienestar de las generaciones futuras. Estas revisiones permitieron establecer la pregunta orientadora del estudio: ¿cuál es el impacto del TM en la sostenibilidad?
El método que se utilizó para resolver el cuestionamiento fue un mapeo científico apoyado con el software RStudio y se aplicaron técnicas con herramientas bibliométricas como Bibliometrix, basadas en los registros de la base de datos Scopus; con ello se plantea la red de cocitaciones entre autores y la cocreación de palabras, además, permitió elaborar la agenda de estudios futuros sobre la temática analizada.
La investigación estudia la sostenibilidad en el TM, presenta la relevancia del tema como actual y permanente en el tiempo, por el sector que impacta; asimismo, la temática, al relacionarse con la inclusión de nuevas tecnologías, permite (Orosa, 2023) que la industria y las empresas a nivel global estén a la vanguardia con todos los avances que se estén generando alrededor de la búsqueda de beneficios por medio de estudios como este.
La estructura del artículo se organizó en cuatro partes. En la primera se describe la metodología utilizada para la recolección y procesamiento de la información; posterior a esto se muestra el análisis bibliométrico; en la tercera parte se presenta la red social del tema y las tendencias emergentes de investigación identificadas. Por último, en la cuarta sección se exponen las conclusiones obtenidas, junto con las recomendaciones para investigaciones futuras.
Metodología
El estudio contó con la elaboración de un mapeo científico del tema de estudio y se planteó la investigación en dos etapas. En la primera, se muestra la estructura actual del tema analizado, se elige Scopus, por ser una de las bases de datos principales en las que se pueden encontrar los registros de la literatura científica; esta herramienta permite identificar datos de calidad y es avalada por la comunidad científica.
En la recolección de información y registros no se incluye otra base de datos diferente a Scopus; esto pudo ocasionar que fuentes relevantes no fueran citadas o tenidas en cuenta dentro de los análisis realizados.
Se determina, entonces, la exposición de la producción más significativa desde el año 2000 hasta 2023, periodo que permite realizar un análisis profundo del tema estudiado. Después, con los registros obtenidos de Scopus, se utilizó la herramienta bibliométrica Bibliometrix; este análisis fue realizado en dos fases: el primero, permitió obtener información bibliométrica, detallando la producción de contenido y las publicaciones más relevantes, así como la periodicidad de la misma, los países que han participado y los autores; todo esto fundamentado en la propuesta de Zupic y Carter (2015). Luego se presentó el análisis de cocitación, que visualiza las relaciones entre los documentos en un campo de estudio. Estos mapas pueden ser útiles para identificar las áreas de investigación más activas y las interconexiones entre ellas (Small, 1973). Con los resultados obtenidos se propone el diseño de la agenda de futuras investigaciones, así como lo exponen Gurzki y Woisetschláger, 2017; Kuntner y Teichert, 2016; Shafique, 2013 y Zuschke, 2020.
Tabla 1 Método de búsqueda
Datos | Scopus |
---|---|
Periodo | 2000-2023 |
Fecha | 23 de febrero de 2023 |
Campos de búsqueda | Título, resumen y palabras clave |
Términos de búsqueda | ("maritime transport") |
Resultados | 546 |
Fuente: elaboración propia.
En la tabla 1 se detalla el método de búsqueda utilizado en Scopus; la búsqueda muestra 546 registros que coinciden con los criterios especificados, lo que indica que hay una cantidad significativa de literatura científica disponible y publicada en el campo de interés. La realización de un análisis bibliométrico cuantitativo propuesto por Pizzi et al. (2020) proporciona información valiosa sobre la evolución del sector relacionado con el TM, incluidos los temas de sostenibilidad y la mitigación del impacto negativo en el medio ambiente.
En el paquete Rstudio se encuentra la herramienta Bibliometrix, creada por Aria y Cuccurullo (2017), y se utiliza para proporcionar un conjunto de recursos para la investigación cuantitativa en el campo de los estudios cienciométricos y bibliométricos. La preferencia por esta herramienta se debe a su accesibilidad para cualquier investigador interesado en realizar estudios bibliométricos, es de código abierto y gratuito, permite comparar diferentes temáticas, autores, instituciones y países, lo que ayuda a identificar tendencias y patrones. Para el análisis bibliométrico se utilizó la herramienta Bibliometrix, la cual ha sido mencionada en varios estudios y artículos científicos (Zhang et al. 2023; Hurtado y Ortiz, 2022; Aria et al., 2017; Molina et al., 2022, Guerrero et al., 2022; Bond et al., 2019; Demiroz y Haase, 2019, y Merediz y Bariviera, 2019) y se puede replicar la metodología en las diferentes disciplinas del conocimiento.
Lo anterior se desarrolla con una herramienta llamada Gephi, un software de visualización y análisis de redes especialmente diseñado para analizar y visualizar redes complejas, como las redes sociales, las redes de cocitación y las redes de colaboración científica; tiene la capacidad de cargar y procesar grandes conjuntos de datos de redes, la facilidad de integrarse con otros programas y herramientas, la posibilidad de aplicar diferentes diseños y estilos visuales para personalizar los gráficos, y la amplia gama de algoritmos de análisis de redes que se pueden ejecutar directamente desde la plataforma (Gracia, 2014). Esta herramienta ha sido utilizada en estudios anteriores (Caliandro, 2016; Cheng, 2016; Fahimnia et al., 2015, y Kamble et al., 2018).
Para este estudio se utilizaron los algoritmos propuestos por Bibliometrix, que permitieron obtener los registros para presentar el número de publicaciones, revistas, autores e instituciones que apoyan la investigación sobre el tema estudiado, los cuales se presentan en el apartado de resultados.
Posterior a la obtención de los resultados se construyó una red de temáticas, las cuales se identifican por medio de un análisis de las perspectivas, como elementos emergentes de conocimiento; para este trabajo se propone una agenda futura de estudios en la que se presentan las tendencias de investigación que pueden ser retomadas para avanzar en la temática analizada.
Resultados
Con el fin de mostrar el progreso y la evolución del TM, se hizo un análisis del número de publicaciones por año encontradas en Scopus, que aparecen en la figura 1; del año 2000 al 2010 fueron publicados 97 artículos; del 2011 al 2020 el número aumentó significativamente, con 278 artículos; entre el 2021 y el 2023 se encuentran 113 publicaciones; el tema es de gran importancia y su investigación sigue vigente; estos resultados duplican las publicaciones de 10 años en la mitad del tiempo. Del 2000 al 2008 se publicaron 58 artículos, y en el 2009 fueron 20.
La tabla 2 muestra la distribución de registros en diversas revistas científicas. Se presenta una tabla con información sobre el número de registros y el porcentaje del total correspondiente a cada una de las revistas científicas enlistadas, así como algunos datos relevantes, como el indicador SJR 2021, el cuartil SJR, el H index (SJR) y el país de origen de cada publicación. Las revistas con mayor número de registros son Maritime Policy and Management con 22 (4,73 % del total), Sustainability Switzerland con 15 (3,23 % del total) y Maritime Economics and Logistics con 12 (2,58 % del total). Además, se proporciona información sobre el cuartil SJR y el H index (SJR) para cada publicación, y se observa que Maritime Policy tiene el mayor H index registrado (104). También se puede ver que Transportation Research Procedia aún no tiene asignado un cuartil SJR 2022.
Tabla 2 Principales publicaciones en revistas de alto impacto
Fuente | Número de registros | % del total | SJR 2021 | Cuartile SJR | H index (SJR) | País |
---|---|---|---|---|---|---|
Maritime Policy and Management | 22 | 4,03 % | 01,07 | Q2 | 61 | Reino Unido |
Sustainability Switzerland | 15 | 2,75 % | 0,400 | Q3 | 11 | Singapur |
Maritime Economics and Logistics | 12 | 2,20 % | 0,780 | Q2 | 55 | Reino Unido |
Marine Policy | 10 | 1,83 % | 1,170 | Q1 | 104 | Reino Unido |
Journal of Maritime Research | 8 | 1,47 % | 0,130 | Q4 | 9 | Reino Unido |
Transnav | 8 | 1,47 % | 0,270 | Q3 | 8 | Polonia |
Wit Transactions on The Built Environment | 7 | 1,28 % | 0,180 | Q4 | 25 | Reino Unido |
Wmu Journal of Maritime Affairs | 7 | 1,28 % | 0,450 | Q3 | 22 | Alemania |
Pomorstvo | 6 | 1,10 % | 0,260 | Q3 | 10 | Croacia |
Transportation Research Procedia | 6 | 1,10 % | 0,500 | Sin asignación | 51 | Países Bajos |
Fuente: elaboración propia.
La tabla 3 muestra una lista de 10 autores y su desempeño en términos de publicaciones de alto impacto, el número de citaciones registradas y el índice H; este último es una medida de la productividad y el impacto de un autor, que tiene en cuenta tanto el número de divulgaciones y el número de veces que esas publicaciones han sido citadas por otros autores.
En esta lista, el autor con el índice H más alto es el profesor Harilaos N. Psaraftis, de la Technical University of Denmark, en Dinamarca, con 50 citas y seis publicaciones. Le sigue el profesor asistente Kum Fai Yuen, de Nanyang Technological University, en Singapur, con un índice H de 41 y cinco publicaciones. Estos dos autores tienen un mayor impacto en su campo, debido a su alto número de publicaciones y citaciones. Mientras que Juan Ignacio Alcaide, profesor de la Universidad de Cádiz, en España, tiene cinco publicaciones y el índice H más bajo de la lista, con solo siete citas.
Tabla 3 Principales autores
Autor | Número de publicaciones | Número de citaciones | Índice h | |
---|---|---|---|---|
1 | Wilmsmeier, Gordon | 9 | 1621 | 30 |
2 | Monios, Jason | 6 | 1663 | 32 |
3 | Psaraftis, Harilaos N. | 6 | 5508 | 50 |
4 | Tijan, Edvard | 6 | 496 | 14 |
5 | Alcaide, Juan Ignacio | 5 | 94 | 7 |
6 | Hoffmann, Jan | 5 | 563 | 24 |
7 | Jovic, Marija | 5 | 160 | 7 |
8 | Thai, Vinh V. | 5 | 2131 | 38 |
9 | Yuen, Kum Fai | 5 | 3459 | 41 |
10 | Abramowicz-Gerigk, Teresa | 5 | 117 | 10 |
Fuente: elaboración propia.
Es relevante tener en cuenta que esta lista es solo una instantánea en el tiempo y que el desempeño de los autores puede cambiar a medida que publican más trabajos y reciben más citaciones.
En las figuras 2 y 3 se presenta el análisis de co-citación, el cual se basa en la premisa de que cuando dos o más documentos son citados juntos en un tercer trabajo posterior, existe una similitud temática entre ellos, según la perspectiva del autor que los cita. A la mayor frecuencia que sean cocitados, mayor será la afinidad entre ellos. La intensidad de esta relación se mide por la cantidad de documentos que citan el mismo par de documentos. Además, si dos documentos son cocitados con frecuencia, también serán citados de la misma manera. En la figura 2 se encuentra la red de cocitaciones, seguida de la figura 3, en la que se presenta la red de colaboración entre autores. Se utilizó la herramienta Bibliometrix para su generación. Los autores son representados por nodos y se muestran los más referenciados.
Entre los autores más destacados se encuentra Gordon Wilmsmeier (2021), profesor de la Universidad de los Andes, de Bogotá, Colombia; su producción ha permitido aportar al conocimiento de diferentes disciplinas orientadas al transporte y la economía marítima, la eficiencia energética y la geografía del transporte internacional, costos y aspectos económicos; ha producido artículos de alto impacto, publicaciones institucionales y capítulos de libros.
Entre sus principales aportes se destacan: The Impact ofPort Characteristics on International Maritime Transport Costs (Wilmsmeier et al., 2006); Deep adaptation to climate change in the maritime transport sector-a new paradigm for maritime economics? (Monios y Wilmsmeier, 2020) y Geographies of maritime transport (Monios y Wilmsmeier, 2020); los últimos los elaboró en coautoría con el doctor Jason Monios, profesor de Logística Marítima, en Kedge Business School, de Marsella, Francia. Su investigación gira en torno a tres áreas clave: el TM, el transporte intermodal y la sostenibilidad y las preocupaciones ambientales; está orientado a sostenibilidad marítima, descarbonización y política medioambiental, puertos verdes, adaptación al cambio climático, vehículos autónomos y eléctricos.
Monios se encuentra en la red de cocitaciones como uno de los escritores principales, y en la red de colaboración entre autores; tiene artículos en conjunto con Yuhong Wang, como Comparación del acceso ferroviario dentro y fuera del sitio para desarrollos de puertos secos: un estudio de referencia en China (Monios, 2020).
La tabla 4 proporciona información sobre la cantidad de publicaciones y la participación porcentual de varias organizaciones e instituciones en un determinado campo o tema. Además, muestra los países en donde se encuentran estas organizaciones o instituciones.
Tabla 4 Contribución académica de las instituciones de educación superior internacional
Organización o institución | N.° publicaciones | % participación | País |
---|---|---|---|
Akademia Morska W Gdyni | 20 | 3,66 % | Polonia |
Dalian Maritime University | 12 | 2,20 % | China |
University of Rijeka | 12 | 2,20 % | Croacia |
Faculty of Maritime Studies, University of Rijeka | 12 | 2,20 % | Croacia |
Universidad de Cádiz | 9 | 1,65 % | España |
Universidade da Coruña | 9 | 1,65 % | España |
Fuente: elaboración propia.
La Akademia Morska W Gdyni, en Polonia, lidera la lista con el mayor número de publicaciones, con un total de 20, lo que representa el 3,66 % de todas las publicaciones en este campo. La Dalian Maritime University, en China, ocupa el segundo lugar con 12 publicaciones y una participación del 2,20 %. La University of Rijeka y la Faculty of Maritime Studies, en Croacia, también tienen 12 publicaciones cada una y una participación del 2,20 %.
En España, tanto la Universidad de Cádiz como la Universidade da Coruña tienen nueve publicaciones cada una, lo que representa una participación del 1,65 % cada una en el campo de los estudios marítimos.
Estos datos sugieren que la investigación científica y académica se lleva a cabo en muchos países y regiones diferentes. Si bien algunos países tienen más publicaciones que otros, cada uno hace una contribución única a la producción de conocimiento.
La tabla 5 proporciona información sobre cada país o región, así como el porcentaje que representa en el total de publicaciones registradas. España tiene 51 publicaciones registradas en Scopus, que representan el 9,3 % del total de publicaciones. Polonia tiene 46 publicaciones, un 8,4 % del total. El Reino Unido tiene 42 publicaciones, el 7,7 % del total, y así sucesivamente en el resto de países o regiones mencionadas en la tabla.
Tabla 5 Listado de países
País/región | Scopus | % el total |
---|---|---|
España | 51 | 9,3 % |
Polonia | 46 | 8,4 % |
Reino Unido | 42 | 7,7 % |
China | 38 | 7,0 % |
Italia | 37 | 6,8 % |
Estados Unidos | 33 | 6,0 % |
Alemania | 29 | 5,3 % |
Francia | 28 | 5,1 % |
Croacia | 27 | 4,9 % |
Grecia | 25 | 4,6 % |
Fuente: elaboración propia.
Bibliometrix es una herramienta de análisis bibliométrico que permite identificar patrones de colaboración entre países a partir de los registros bibliográficos de los estudios. Una de las formas en que la herramienta identifica las líneas de colaboración es por medio de la creación de una red de nodos; cada nodo representa un país y las conexiones entre los nodos muestran las colaboraciones entre ellos.
Para determinar las líneas de colaboración entre países, Bibliometrix utiliza un umbral de al menos tres conexiones entre los nodos. Esto significa que solo se consideran las conexiones entre países que han colaborado al menos tres veces en los estudios analizados.
En la figura 3 se presentan tres grupos identificados por colores. El grupo de colaboración más relevante que ha identificado Bibliometrix en color rojo está integrado por España, Polonia y Reino Unido; esto sugiere una fuerte colaboración entre estos tres países; también se encuentran Francia, Alemania e Italia, aunque con una representación más tenue. Además, en color azul, se identifica una fuerte cooperación entre China y los Estados Unidos, y en una tonalidad más clara aparecen Corea, Australia, Turquía y Canadá; esto indica que son grupos que realizan otras colaboraciones entre sí; el tercer grupo está identificado por el color verde, en el que se encuentran Ucrania y Croacia, que tienen una representación baja dentro de la producción mundial.
En un mapa de cocitaciones, cada artículo o estudio es representado por un nodo o punto en el mapa, y las conexiones entre los nodos se dibujan cuando los trabajos son citados juntos en otros estudios. Estas conexiones pueden ser más gruesas o finas según la frecuencia de las citas compartidas, y es una herramienta valiosa para la evaluación del impacto de la investigación; esto permite identificar los estudios más citados y los autores más influyentes en un campo determinado. Además, también puede utilizarse para identificar posibles colaboraciones entre autores o instituciones que trabajan en áreas similares (Small y Griffith, 1974; Zuluaga et al., 2016).
En la figura 4 se presentan las palabras más representativas del estudio; los nodos más característicos están relacionados con el tema principal de la investigación: maritime transport, maritime transportation, ships y waterway transportation, divididos en cuatro grupos interconectados entre sí por temas relacionados, como greenhouse gases, energy efficient, emission control y sustainable development.
En la segunda parte de la investigación se plantean los clústeres o perspectivas de investigación, los cuales surgen a partir de los resultados presentados antes y basados en la minería de datos obtenida de la revisión realizada en Rstudio (Ohri, 2012). El estudio de cada uno de los autores más influyentes ha planteado sus áreas relevantes de trabajo, además de incluir la descripción de los temas que abordan y las tendencias de investigaciones relacionadas.
Se recopilan los datos para la definición de las temáticas, las cuales se han denominado perspectivas: eficiencia energética y sostenibilidad ambiental, tecnologías en desarrollo para la descarbonización del TM e impacto ambiental de las emisiones de GEI en un futuro sostenible.
La tabla 6 identifica las tres perspectivas de investigación; cada una de ellas se describe de acuerdo con la temática abordada; a continuación, se muestran cada una de las tres tendencias de estudio:
Tabla 6 Perspectivas o clúster de investigación
Perspectivas | ||
---|---|---|
1 | 2 | 3 |
Eficiencia energética y sostenibilidad ambiental | Tecnologías en desarrollo para la descarbonización del TM | Impacto ambiental de las emisiones de GEI en un futuro sostenible |
Burel et al. (2013) Lindstad y Eskeland (2015) Poulsen et al. (2018) Benamara et al. (2019) Işıklı et al. (2020) Czermański et al. (2020) Seithe et al. (2020) Rehmatulla y Smith (2020) Farkas et al. (2021) Ampah et al. (2021) | Zhang et al. (2014) Jayasinge et al. (2015) Bistrovic et al. (2017) Markowski y Pielecha (2019) Bosich et al. (2020) Cortez et al. (2021) Watanabe et al. (2022) Groppi et al. (2022) Nepomuceno de Oliveira et al. (2022) Buermann et al. (2022) | Giannopoulos y Aifandopoulou‐klimis (2004) Schrooten et al. (2009) Viana et al. (2014) Aps et al. (2015) Villacreses et al. 2017) Nævestad et al. (2019) Psaraftis y Kontovas (2020) Bagoulla y Guillotreau (2020) Viana et al. (2020) Gil y Verdú (2021) |
Fuente: elaboración propia.
Clúster 1. Eficiencia energética y sostenibilidad ambiental
Una temática relevante de la investigación infiere la eficiencia energética y el uso de diferentes combustibles limpios o amigables con el medio ambiente, como aspectos clave para reducir las emisiones de GEI, compuestos orgánicos volátiles (COV), material particulado (MP), haluros y aerosoles, y mejorar la sostenibilidad del TM, la modernización de las flotas actuales, el uso de buques más grandes y la obtención de combustibles con bajas emisiones, son algunas de las prácticas a implementar. Un ejemplo son las rutas marítimas que se programan para el transporte de carga, las cuales deben maximizar los beneficios y optimizar las emisiones dentro de la operación (La Scalia et al., 2023).
Algunos autores destacan la importancia de los GEI, cov, MP, haluros, aerosoles y otros en el TM, entre ellos Burel et al. (2013), que con su aporte explican cómo la utilización de gas natural licuado (GNL) como combustible en el TM tiene un gran potencial para mejorar la sostenibilidad y reducir el impacto ambiental de la industria. A medida que se implementen más regulaciones de los GEI, se espera que el uso de GNL se convierta en una opción cada vez más atractiva para los armadores, operadores de buques y autoridades portuarias.
Analizan el potencial de los puertos para promover la mejora ambiental en el TM y a lo largo de la cadena global de valor. Se examinan iniciativas voluntarias llevadas a cabo por autoridades portuarias en Europa y América del Norte, y sugieren que los puertos pueden mejorar el desempeño ambiental, incluyendo tecnologías como herramientas para mitigar las emisiones (Poulsen et al., 2018).
La Organización Marítima Internacional (OMI) ha determinado estrategias para mitigar y reducir las emisiones del TM, en las que los combustibles marinos alternativos se ven como una solución viable. Se han realizado estudios para examinar su papel en la descarbonización del sector. El TM es un importante emisor de contaminantes atmosféricos, y se deben combatir estos efectos en la reducción de sus emisiones a favor del cambio climático (Ampah et al., 2021).
Entre las estrategias se plantean tres soluciones para reducir el consumo de energía y las emisiones de co2 en el TM:
Reducir la velocidad, utilizar buques más grandes y adoptar diseños de cascos esbeltos. Las reducciones de velocidad son factibles de inmediato, pero requieren más capital para el transporte de carga.
La implementación de buques más grandes y esbeltos exige la renovación de flota y también inversiones en puertos e infraestructura (Lindstad y Eskeland, 2015).
Otra alternativa es la de los beneficios potenciales de la aplicación de recubrimientos antiincrustantes (AF) en la industria; estos recubrimientos disminuyen la resistencia al avance del buque en términos de eficiencia energética, al disminuir la acumulación de incrustaciones en el casco, lo que a su vez reduce el consumo de combustible y, por lo tanto, las emisiones de GEI (Farkas et al., 2021).
Basado en estas tres soluciones, es relevante mencionar que para el sector del TM, el cual está en constante crecimiento y por ende debe contar con otras disciplinas que permitan darle una visión holística sobre los avances relacionados con la creciente conciencia de la importancia de la sostenibilidad ambiental en el sector del TM, es probable que la demanda de soluciones de eficiencia energética como los AF continúe creciendo.
La Unión Europea busca la descarbonización del sector, se evalúan tecnologías de bajas y cero emisiones y se estiman los costos externos. El TM es clave para el intercambio internacional responsable del 2,5 % de las emisiones mundiales de GEI. Los esfuerzos para reducir su impacto ambiental se centran en el sistema común de transporte, la sostenibilidad, las tecnologías verdes y la reducción de emisiones de carbono (Czermañski et al., 2020).
Seithe et al. (2020), en su investigación, realizan una evaluación de ciclo de vida del TM en Europa, considerando cuatro tipos de buques con motores duales de hidrofluorolefinas (HFO), que son refrigerantes de cuarta generación y presentan alternativas de bajo potencial de calentamiento atmosférico (PCA), o GNL y cadenas de suministro de combustible alternativos. La extracción de materias primas y la conversión de gases líquidos de temperaturas bajas fueron las etapas más impactantes. La combinación de cadenas de suministro y perfiles operativos permitió una evaluación completa del sistema, mostrando múltiples factores que influyen en el comportamiento ambiental del TM, para establecer estrategias de reducción de emisiones.
Rehmatulla y Smith (2020) analizaron los beneficios que pueden obtener por la eficiencia energética las empresas que alquilan la mayoría de sus buques por un período de tiempo; esto significa que no están directamente expuestas a la fluctuación de los precios de la energía y tienen una mayor adopción de tecnologías de eficiencia energética, en comparación con las empresas que operan buques con contratos de fletamento al contado, es decir, que están directamente expuestas a la señal del precio.
El TM puede contribuir al desarrollo sostenible mediante sistemas seguros, eficientes, bajos en carbono y basados en normas, pero es necesario abordar las prácticas insostenibles. La integración de criterios de sostenibilidad en los procesos de planificación y decisiones de inversión en el sector es esencial para lograr los Objetivos de Desarrollo Sostenible promovidos por las Naciones Unidas y el Acuerdo de París, como tratado internacional sobre el cambio climático (Benamara et al., 2019)
Es cierto que el crecimiento de la tecnología y la demanda de energía ha llevado a un incremento en las emisiones de CO2 y ha contribuido al CCG. Para abordar este problema, se han adoptado prácticas y sinergias energéticas más limpias, y se han desarrollado formas alternativas de energía, como la implementación de tecnologías en los procesos de extracción, distribución y uso en las operaciones. La adopción de prácticas más limpias en el TM es fundamental para reducir el consumo de combustible y las emisiones de GEI. Los armadores y operadores deben encontrar formas eficientes de ahorrar combustible y controlar algunos factores relacionados con el consumo de combustible para hacer frente a los desafíos y problemas energéticos que enfrentan; la aplicación de modelos estadísticos puede ayudar en este proceso (Isikli et al., 2020).
Clúster 2. Tecnologías en desarrollo para la descarbonización del TM
La demanda energética actual en todo el mundo se cubre en gran parte con combustibles fósiles, como el petróleo, el carbón y el gas natural. Sin embargo, estos combustibles son responsables de la emisión de una serie de compuestos nocivos a la atmósfera durante su proceso de oxidación, incluyendo el monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), óxidos de nitrógeno (mezcla de nitrógeno y oxígeno), hidrocarburos y material particulado. Estos componentes son una amenaza para la población y el medio ambiente. Como una solución, Markowski y Pielecha (2019) evalúan el potencial de las pilas de combustible como fuente principal de energía de propulsión en el TM.
Las islas son lugares ideales para probar soluciones innovadoras en el campo de la energía renovable y la sostenibilidad, y pueden servir como modelos para la transición hacia la energía verde en otros lugares. La energía fotovoltaica consiste en "la conversión directa de la energía solar en energía eléctrica" (Hernández, 2011) y es una de las soluciones, seguida por el almacenamiento de energía en baterías y la descarbonización del TM (Groppi et al., 2022).
Aunque se están desarrollando tecnologías de combustibles alternativos como el hidrógeno y el GNL, la mayoría de los buques seguirán utilizando combustibles fósiles en el futuro cercano, debido a la falta de infraestructura adecuada. Por lo tanto, mejorar la eficiencia del combustible mediante tecnologías eléctricas se presenta como una solución prometedora y viable. Un ejemplo de esto es el sistema de propulsión del buque eléctrico híbrido, que puede mejorar significativamente la eficiencia del combustible y, por ende, permite la reducción de las emisiones de GEI (Jayasinge et al., 2015).
Otra alternativa parcial viable y sostenible para esta reducción es el uso de biocombustibles, como el bioaceite de pirólisis rápida (FPBO), en el cual se pueden utilizar residuos agroforestales y a base de celulosa para producir materia prima de manera sostenible, y se pueden resolver problemas de compatibilidad mediante ajustes en el proceso de refinación o modificaciones en el motor (Cortez et al., 2021).
El proyecto Interreg Metro-Sistemas de transporte marítimo respetuosos con el medio ambiente busca mejorar la sostenibilidad medioambiental del TM del norte del Adriático mediante la integración de vehículos eléctricos y la infraestructura de carga inteligente basada en recursos renovables (Bosich et al., 2020); esto, a su vez, permite destacar la importancia del mantenimiento y la optimización de los sistemas de energía en buques para mejorar su eficiencia energética, así como proporcionar algunas pautas y sistemas específicos para lograrlo y maximizar el uso de los recursos disponibles y reducir costos (Bistrovic et al., 2017).
Los biocombustibles son necesarios para mitigar el impacto climático en el transporte por mar de la UE. Watanabe et al. (2022) elaboran un estudio para evaluar el potencial energético de diferentes tipos de biocombustibles a base de residuos agrícolas y forestales en diferentes países europeos, para descarbonizar el TM. El mayor potencial de mitigación de los GEI por año a escala europea se obtiene con el gas natural biosintético y la licuefacción hidrotermal. Entre los biocombustibles libres de carbono, el amoníaco actualmente aporta una mayor mitigación, pero el hidrógeno puede lograr una menor intensidad de los GEI por unidad de energía, con la descarbonización proyectada de las mezclas eléctricas hasta 2050.
La eficiencia del transporte por mar mueve casi el 90 % del comercio mundial de bienes, con fórmulas de eficiencia energética. Destacan los cambios presentes en el tamaño del buque, la velocidad y la potencia del motor, por lo que ahora es más eficiente que otros vehículos y su desarrollo se ha logrado con la innovación tecnológica (Zhang et al., 2014). La importancia de reducir los GEI del sector marítimo para alcanzar el objetivo establecido por la OMI, se enfoca en evaluar la implementación de diferentes decisiones de mitigación, y encuentra que las medidas con costos negativos tienen una tasa de implementación más alta que las de costos positivos (Nepomuceno de Oliveira et al., 2022).
El uso del método de investigación denominado "simuladores de agentes", comprendido como la manera de resolver desafíos complejos desde una óptica no lineal, también permitirá determinar la inclusión de políticas y lineamientos que puedan reducir con éxito las emisiones de GEI y permitir que la industria sea rentable (Buermann et al., 2022).
Clúster 3. Impacto ambiental de las emisiones de GEI en un futuro sostenible
Viana et al. (2014) desarrollaron un estudio para cuantificar el impacto de las emisiones del TM en las zonas costeras de Europa, abarcando partículas, contaminantes gaseosos y estrategias de mitigación. Se encontró que las emisiones de las embarcaciones marítimas contribuyen de forma significativa a la contaminación del aire. Frente al tema, Schrooten et al. (2009) implementaron la metodología para una base de datos integral que calcula emisiones, consumo de energía y factores de emisión. Los resultados contribuyen a estimaciones precisas de emisiones y calidad del aire en ciudades y puertos. La exposición a largo plazo a material particulado del tráfico marítimo resulta en mortalidad prematura y hospitalizaciones cardiovasculares y respiratorias en los habitantes de las ciudades costeras del Mediterráneo. La política de combustibles más limpios puede reducir significativamente esta carga para la salud (Viana et al., 2020).
Mientras que la investigación de Bagoulla y Guillotreau (2020) evalúa las emisiones en un momento en que se están implementando regulaciones más estrictas y rigurosas para reducir las emisiones de azufre de los buques; de acuerdo con los hallazgos, los autores analizaron el papel del transporte marítimo en la economía francesa y su impacto ambiental en la contaminación del aire. La meta es evaluar el estado y las perspectivas de la descarbonización del transporte por mar, centrándose en las emisiones de GEI de los buques. Es por esto que se utiliza una metodología que incluye el análisis del cuarto estudio de los GEI, de la OMI, la evaluación del progreso desde 2018 y la identificación de temas relevantes, como el papel del Pacto Verde Europeo, que tiene como fin proponer y adoptar políticas que transformen el territorio de la UE en una economía moderna en las áreas energética, climática y transporte, entre otras. En general, se concluye que la descarbonización del TM todavía presenta desafíos significativos y no se vislumbra una solución clara en este momento (Psaraftis y Kontovas 2020; Giannopoulos et al., 2004).
De acuerdo con los hallazgos de Aps et al. (2015), existe la posibilidad de extender los Modelos y procesos teóricos de accidentes de sistemas (STAMP por sus siglas en inglés) a la seguridad ambiental de los sistemas ecosociotécnicos complejos del tráfico marítimo en el Golfo de Finlandia. Los autores proponen el uso de la gestión adaptativa de los procesos de ordenación del espacio marítimo (OEM) y de la seguridad del sistema para prevenir y reducir los accidentes y daños ambientales en la zona.
Las diferentes evaluaciones que se han realizado sobre el impacto socioambiental indican que los motores eléctricos generan significativamente menos impacto ambiental, no producen emisiones directas de GEI y ocasionan menor contaminación acústica que los motores de combustión interna, lo que sugiere la necesidad de considerar la propulsión eléctrica en el transporte por mar de pequeña escala (Villacreses et al., 2017).
Un ejemplo son los beneficios que ha traído el reemplazo gradual de los motores de los buques a nivel internacional, la disminución de los contaminantes en el medio ambiente y la implementación de las tecnologías limpias permiten abordar la sos-tenibilidad desde aspectos innovadores a favor del TM (Zanobetti et al., 2023).
El uso de gas natural licuado como combustible en el sector marítimo reduce significativamente las emisiones de CO2 y PM, y elimina las emisiones de óxidos de azufre (SOX); esto lo convierte en una alternativa sostenible y respetuosa con el medio ambiente, en comparación con los combustibles fósiles convencionales (Gil y Verdú, 2021).
Además, la operación en paralelo de un generador de eje con la planta de energía principal en buques y embarcaciones proporciona beneficios significativos en términos de ahorro de combustible, eficiencia, confiabilidad y sostenibilidad ambiental. A pesar de que los sistemas de control automático actuales no permiten esta configuración, Zhilenkov y Kapitonov (2017) demostraron que es posible ahorrar al menos un 10 % de combustible mediante esta práctica.
Conclusiones
La eficiencia energética, la adopción de tecnologías en desarrollo para la descarbonización del TM y la reducción del impacto ambiental de las emisiones de los GEI son aspectos clave para lograr un futuro sostenible en el sector. Estos temas son objeto de investigación y desarrollo en curso, y se espera que sigan evolucionando para abordar los desafíos ambientales que están promoviendo cambios relevantes en el medio ambiente y por una industria marítima más limpia y sostenible.
La revisión bibliográfica revela que se han realizado progresos significativos en la disminución y mitigación de las emisiones de GEI, COV, MP, haluros, aerosoles y otros en el TM. Si bien existen avances cruciales que han sido empleados y otros que se encuentran en estudio, aún existen desafíos importantes por abordar; desde las perspectivas presentadas en esta investigación, se plantea en la tabla 7 la agenda de futuros estudios. La implementación de regulaciones más estrictas, la adopción de tecnologías limpias, la inclusión de la eficiencia energética y el impulso de la colaboración regional son aspectos clave que pueden contribuir a la minimización de las emisiones de GEI y mejorar la sostenibilidad en el transporte.
El estudio realizado permite identificar tres temáticas principales relacionadas con la sostenibilidad y el transporte por mar: la primera es la eficiencia energética y la sostenibilidad ambiental, enfocada en la mejora de la eficiencia energética en el tráfico marítimo para mitigar, reducir y controlar las emisiones de GEI y menguar el impacto ambiental; la segunda, las tecnologías en desarrollo para la descarbonización del TM, centrada en el estudio y desarrollo de tecnologías y fuentes de energía alternativas que puedan descarbonizar el transporte marítimo; y tercera, el impacto ambiental de las emisiones de GEI en un futuro sostenible; para lograrlo es crucial reducir estas emisiones y hacer la transición hacia una economía baja en consumo de carbono.
Es evidente que el futuro sostenible depende de la capacidad de la población para disminuir las emisiones de GEI y los efectos con el cambio climático. Esto requiere la colaboración de gobiernos, empresas, comunidades y ciudadanos individuales. Solo con acciones colectivas y decisiones responsables podemos garantizar un entorno saludable y sostenible para las generaciones futuras.
Estas líneas de investigación, al plantearse, permiten presentar la agenda de posibles estudios - tabla 7-, los cuales pueden ser desarrollados en un futuro próximo, dado que permiten la vinculación de otras disciplinas que pueden nutrir y aportar al estudio del TM y la sostenibilidad, además pueden ser exploradas con el fin de profundizar aún más en las temáticas presentadas.
Tabla 7 Agenda de investigación
Perspectiva | Línea | Referencias |
---|---|---|
Eficiencia energética y sostenibilidad ambiental |
|
Isikli et al. (2020), Benamara et al. (2019), Lindstad et al. (2015). |
Tecnologías en desarrollo para la descarbonización del TM |
|
Watanabe et al. (2022), Jayasinge et al. (2015). Groppi et al. (2022). |
Impacto ambiental de las emisiones de GEI en un futuro sostenible |
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Villacreses et al. 2017), Viana et al. (2014). |
Fuente: elaboración propia.