Resumen
El presente proyecto propone un concepto novedoso de sistema de propulsión marítima cero-emisiones basado en un motor de
combustión de amoníaco con aire enriquecido en oxígeno. El amoníaco es visto como una de las alternativas más prometedoras para el
transporte marítimo al ser un combustible sin carbono (y por tanto sin emisiones de CO2) con una densidad energética en volumen
razonable a presiones y temperaturas moderadas, necesaria para mantener valores adecuados de tamaño, peso y coste en buques de
largo recorrido. No obstante, la combustión de amoníaco presenta retos debido a su baja reactividad (alta resistencia al autoencendido y
baja velocidad de combustión), por lo que los trabajos recientes por parte de fabricantes de motores marítimos se centran en el uso de
estrategias bi-combustible. El enriquecimiento del aire con oxígeno entre un 30 y un 35% en fracción molar también permitiría compensar
la baja reactividad del amoníaco según estudios previos, aunque éstos han sido realizados en condiciones diferentes a las de operación
de un motor. Un análisis preliminar por parte del equipo investigador revela que dichos niveles son alcanzables con membranas
poliméricas, una tecnología comercial utilizada para la generación de nitrógeno de alta pureza a partir de aire en procesos industriales.
Sin embargo, es necesario encontrar un balance apropiado entre las ventajas del enriquecimiento del aire en la combustión, el tamaño e
integración de las membranas poliméricas y el abatimiento de otras emisiones gaseosas mediante sistemas de postratamiento.
Teniendo en cuenta los aspectos previos, la propuesta actual se fundamenta en dos pilares. Primero, la actualización de modelos
holísticos de dos motores representativos del estado del arte, uno de encendido por compresión y otro de encendido provocado, para
analizar la combustión de amoníaco con aire enriquecido. Dichos modelos han sido desarrollados y validados experimentalmente en
proyectos previos relacionados con oxicombustión de hidrocarburos. Estos modelos servirán para proponer la configuración más
adecuada para el concepto. En este sentido, la combinación de dichos modelos y la futura construcción de un motor prototipo según la
configuración encontrada constituirían las herramientas necesarias para la investigación y desarrollo de motores marinos sin emisiones,
consolidando al grupo investigador para futuros proyectos en este campo.
