Empresas Premium
.jpg){kind=logo}
Cada año, el transporte marítimo internacional mueve más del 80% del comercio mundial y genera cerca de 1.000 millones de toneladas de gases de efecto invernadero.
Y es que, a pesar del auge de las energías renovables, gran parte de los buques sigue funcionando con fuelóleo pesado, un combustible extremadamente contaminante que continúa dominando el sector por su elevada densidad energética y su fiabilidad en trayectos de larga distancia.
La Organización Marítima Internacional (OMI) se ha fijado el objetivo de alcanzar emisiones netas cero alrededor de 2050, lo que obliga a navieras, puertos y fabricantes de motores a buscar alternativas capaces de funcionar durante semanas en alta mar sin comprometer la seguridad ni la autonomía de los barcos.
Ahí es donde entra el amoníaco. Desde hace unos años, este compuesto químico se ha convertido en uno de los candidatos más serios para descarbonizar el transporte marítimo. Tiene ventajas importantes: no contiene carbono, puede almacenarse de forma relativamente sencilla y existe una infraestructura industrial global ya preparada para producirlo y transportarlo.
Por todo ello, un grupo de científicos e investigadores de la Universidad Nacional de Singapur plantean ahora una alternativa bastante ingeniosa: producir el hidrógeno dentro del propio motor mientras el barco navega.
El hidrógeno tiene una combustión rápida y limpia. Mezclarlo con amoníaco mejora el rendimiento del motor y ayuda a reducir emisiones contaminantes. El gran obstáculo es almacenarlo.
Para mantener hidrógeno líquido es necesario enfriarlo hasta unos -253 °C. También puede comprimirse a altísimas presiones, aunque eso implica depósitos enormes, caros y complejos. En un barco mercante, donde cada metro cúbico cuenta, dedicar espacio a estos sistemas puede resultar inviable económicamente.
Ese cuello de botella lleva años frenando el uso masivo del hidrógeno en navegación marítima. No porque el combustible no funcione. El problema real está en cómo almacenarlo y transportarlo de manera segura durante travesías de miles de kilómetros.
El estudio, publicado en la revista científica Joule, propone un concepto de motor híbrido amoníaco-hidrógeno que utiliza únicamente amoníaco como combustible principal.
La clave está en transformar parte de ese amoníaco en hidrógeno directamente dentro de uno de los cilindros del motor. Bajo las altísimas temperaturas y presiones generadas durante la combustión, una fracción del amoníaco se descompone y libera hidrógeno. Después, esos gases ricos en hidrógeno se recirculan hacia otros cilindros para mejorar la combustión general del sistema.
Hasta ahora, la mayoría de diseños recurrían a reformadores externos, dispositivos adicionales que calientan el amoníaco a unos 550 °C mediante catalizadores caros como el rutenio para obtener hidrógeno. Son sistemas voluminosos, complejos y con pérdidas energéticas importantes. Además, aumentan el mantenimiento y el coste operativo del barco.
La propuesta de Singapur evita buena parte de esa infraestructura auxiliar: menos componentes, menos peso y menos espacio ocupado.
Un aspecto interesante del diseño es el sistema de pre-cámara activa utilizado para iniciar la combustión.
Muchos motores experimentales alimentados con amoníaco necesitan pequeñas cantidades de diésel para arrancar correctamente la combustión. El problema es evidente: aunque se reduzcan emisiones, el motor sigue dependiendo parcialmente de combustibles fósiles.
La tecnología desarrollada por el equipo de Singapur emplea una pequeña cámara donde se enciende una mezcla más inflamable. Esa combustión genera chorros turbulentos y extremadamente calientes que permiten prender el amoníaco de forma estable dentro del cilindro principal, dando como resultado que el motor pueda funcionar sin necesidad de diésel auxiliar.
Las primeras simulaciones y experimentos muestran mejoras prometedoras. El sistema podría aumentar la eficiencia térmica del motor y reducir emisiones problemáticas como el amoníaco no quemado o el óxido nitroso.
El óxido nitroso tiene un potencial de calentamiento global de, aproximadamente, 273 veces superior al del dióxido de carbono a largo plazo. Reducirlo es prioritario en cualquier tecnología basada en amoníaco.
Curiosamente, los investigadores descubrieron que añadir demasiado hidrógeno tampoco ayuda. Cuando el hidrógeno supera alrededor del 12% del aporte energético del motor, las mejoras de eficiencia prácticamente desaparecen y aumentan las temperaturas de combustión, favoreciendo más emisiones de óxidos de nitrógeno.
Ese equilibrio fino entre eficiencia y emisiones será decisivo en el desarrollo comercial de esta tecnología.
Referencia: Xinyi Zhou et al, Ammonia-hydrogen engine with single ammonia fuel supply, Joule (2025). DOI: 10.1016/j.joule.2025.101922
|
