Motores marinos de cuatro tiempos con amoníaco logran reducir hasta un 94% las emisiones de GEI
Motores marinos de cuatro tiempos con amoníaco logran reducir hasta un 94% las emisiones de GEI
Por Kevin Rouwenhorst
Fecha publicada: 11 Junio, 2025
En el marco de su 83ª reunión, el Comité de Protección del Medio Marino (MEPC) de la Organización Marítima Internacional (IMO, por sus siglas en inglés) publicó una revisión clave sobre emisiones de óxido nitroso (N₂O) en motores marinos alimentados con amoníaco. Este documento técnico busca apoyar a los Estados miembros y al GESAMP en la elaboración de factores de emisión predeterminados para motores de combustibles cero o casi cero en carbono, de acuerdo a publicación de Ammonia Energy Association.
Hasta hace poco, la mayoría de los datos disponibles sobre estas emisiones provenían de motores experimentales a pequeña escala, lo que limitaba su aplicabilidad a escenarios reales. Sin embargo, los nuevos datos públicos de fabricantes como IHI y Wärtsilä, basados en pruebas a escala real, marcan un punto de inflexión en el entendimiento del rendimiento de los motores de cuatro tiempos que utilizan amoníaco como combustible.
Rendimiento de motores a escala real
Las pruebas más recientes demuestran que estos motores pueden cumplir con las exigentes normas Tier III de la IMO para óxidos de nitrógeno (NOₓ) cuando están equipados con sistemas catalíticos DeNOX. IHI, por ejemplo, ya ha acumulado más de 58 horas de operación usando amoníaco en el remolcador Sakigake de NYK. En términos de eficiencia energética, los motores duales (amoniaco/diésel) basados en tecnología de gas natural licuado (LNG) muestran un desempeño comparable en modo amoníaco.
En modo dual, estos motores utilizan aproximadamente un 95% de amoníaco como fuente energética a plena carga, con solo un 5% de diésel como combustible piloto. A cargas más bajas (25%), la proporción se ajusta a 91% amoníaco y 9% diésel.
Reducción de gases de efecto invernadero
El amoníaco, al no contener carbono, elimina las emisiones directas de CO₂. Los resultados indican que con tratamiento catalítico posterior, las emisiones de N₂O —un gas con un potencial de calentamiento global 273 veces superior al CO₂— pueden reducirse de 20 ppm a entre 2 y 10 ppm. Esto permite alcanzar reducciones de gases de efecto invernadero de hasta un 94% en comparación con motores diésel convencionales. En la práctica, esto representa menos de 1 g-CO₂e/MJ a plena carga.
Cumplimiento de normativas de NOₓ
El NOₓ, compuesto por NO y NO₂, es uno de los principales responsables de la lluvia ácida y la degradación de la capa de ozono. Desde 1997, la IMO ha impuesto límites progresivos a estas emisiones. Las pruebas indican que los motores de IHI son capaces de cumplir con la norma Tier III de NOₓ cuando operan en modo amoníaco, aunque solo alcanzan Tier II en modo diésel. En contraste, los motores de dos tiempos con amoníaco requieren menor intervención para cumplir con Tier II, aunque también requieren catalizadores para Tier III.
Control del amoníaco no quemado
Una preocupación técnica en los motores de cuatro tiempos es el fenómeno conocido como ammonia slip, es decir, la emisión de amoníaco no quemado a través del escape. En motores de IHI, las concentraciones de amoníaco en el escape sin tratamiento pueden alcanzar 10.000 ppm, pero los sistemas catalíticos logran reducirlas a niveles prácticamente nulos. En comparación, los motores de dos tiempos mantienen naturalmente niveles de slip por debajo de 10 ppm.
Para garantizar la seguridad operativa, Wärtsilä desarrolló el sistema WARMS (Wärtsilä Ammonia Release Mitigation System), que detecta y gestiona fugas de amoníaco sin necesidad de liberar gas a la atmósfera. Este sistema asegura que las emisiones residuales estén por debajo de 30 ppm, siendo 0 ppm en la mayoría de las pruebas.
Seguridad operacional confirmada
IHI reportó que tras 300 de las 600 horas de pruebas, no se evidenció nitruración en los componentes metálicos de los motores ni fugas de amoníaco, incluso tras el apagado del sistema. Wärtsilä, por su parte, diseñó su motor Wärtsilä 25 basado en principios gas-safe, con doble pared en las tuberías para evitar filtraciones hacia la sala de máquinas en caso de fallas.
Nuevas tecnologías emergentes
Además de los motores duales, se están desarrollando alternativas tecnológicas. Azane Power, por ejemplo, apuesta por motores 100% amoníaco que operan con ignición turbulenta tipo pre-chamber, evitando el uso de diésel piloto. Sus resultados preliminares prometen bajas emisiones de NOₓ y N₂O, así como mínima pérdida de amoníaco.
Un paso firme hacia la descarbonización marítima
Los avances reportados por IHI y Wärtsilä demuestran que los motores marinos de cuatro tiempos alimentados con amoníaco ya no son una teoría de laboratorio, sino una opción viable, segura y altamente eficiente. Con reducciones significativas de gases de efecto invernadero, cumplimiento de estándares internacionales y control efectivo de emisiones nocivas, esta tecnología se perfila como uno de los pilares para una navegación marítima más limpia.
