Hablamos del NH3, también conocido como la fórmula química del amoniaco, compuesta por un átomo de nitrógeno y tres de hidrógeno.
Aunque se conoce su uso como fertilizante y en otras aplicaciones industriales, ahora se está explorando su potencial como combustible para descarbonizar el transporte pesado y marítimo, junto con el metanol y el hidrógeno. Esta transición requerirá importantes inversiones para modernizar las flotas y crear la infraestructura necesaria para la producción y distribución de estos nuevos combustibles.
Si se superan dichos desafíos, es posible que podamos conocer de primera mano los primeros camiones, tractores y barcos propulsados por amoniaco. Actualmente, hay universidades, empresas e instituciones de investigación trabajando en el desarrollo de esta tecnología, y ya se han logrado algunos prototipos.
A pesar de que todavía se encuentran en una fase inicial, el amoniaco está produciendo una gran curiosidad debido a su potencial como combustible sostenible. Su composición no contiene carbono, lo que significa que no emite CO2 durante su combustión, ya que este es uno de los principales gases de efecto invernadero.
No obstante, el uso del amoniaco como combustible en barcos y camiones se enfrenta a varios obstáculos que deben ser superados, según un informe de la sociedad de clasificación DNV. En primer lugar, es necesario asegurar la disponibilidad del amoniaco, dado que actualmente el 80% de la producción mundial se utiliza como fertilizante. Además, se prevé que será necesario duplicar o incluso triplicar la producción para satisfacer la demanda del transporte pesado y la flota mundial.
También es importante destacar que el amoniaco tiene una baja densidad energética en comparación con otros combustibles, lo que significa que se necesita transportar una mayor cantidad de NH3 para mantener la autonomía de una embarcación. Esto plantea un desafío en los barcos, donde es crucial equilibrar cuidadosamente el espacio, el peso y el volumen para asegurar el funcionamiento adecuado y seguro de la nave. Una solución que se está considerando es mezclarlo con otros combustibles obtenidos en procesos sostenibles.
Otro gran desafío que se plantea se halla en su fabricación. Actualmente, el amoniaco se produce a partir de combustibles fósiles, pero se está buscando la manera de generar amoniaco verde a partir de fuentes renovables, de manera que sea realmente sostenible y libre de carbono. Para ello, se empleará energía renovable para obtener la electricidad necesaria para generar hidrógeno mediante la electrólisis del agua y nitrógeno de la atmósfera.
El amoniaco verde se presenta como una prometedora solución para la transición hacia una energía más sostenible y libre de carbono, y la carrera por su producción a gran escala se está intensificando a nivel mundial. Empresas líderes en la industria química como Yara, va a construir en Noruega una planta de producción de amoniaco sostenible, que tendrá una capacidad de 500.000 toneladas por año.
Por otro lado en España, también se están tomando medidas para impulsar la fabricación de este compuesto a partir de fuentes renovables, se planea llevarlo a cabo en distintas ciudades como en Ciudad Real , Huelva, Sevilla, etc.
A pesar de que se logre producir suficiente amoniaco verde en un futuro cercano, su uso como combustible se deberá enfrentar a otros obstáculos.
Su toxicidad es su principal desventaja, según afirma un responsable de la Comisión de Transición Energética de la Asociación de Ingenieros Navales y Oceánicos de España (AINE). “El amoniaco se utiliza actualmente en la fabricación de fertilizantes y como gas refrigerante en algunos barcos, lo que requiere un personal altamente capacitado y experimentado. Si su uso se extiende a barcos y camiones, se incrementaría la cantidad de personas que trabajan con amoniaco, aumentando la probabilidad de problemas. A pesar de esto, la desventaja de la toxicidad está mitigada por el olor característico del amoniaco, lo que permite detectar fugas desde una distancia considerable”.
El mayor obstáculo es la regulación
Debido a que la toxicidad del amoniaco no solo puede ocurrir durante la operación del motor, sino también en el almacenamiento del combustible, el repostaje y el mantenimiento. Será necesario contar con detectores y equipos de protección especiales.
Además de esto, es un componente corrosivo, no puede estar en contacto con el cobre, el bronce, ni con otros materiales utilizados en las juntas de tuberías… Eso supondrá cambiar dichos materiales.
La Organización Marítima Internacional (OMI) ya está trabajando en una nueva regulación sobre su uso seguro por los buques.
La combustión del amoniaco se produce a una temperatura mucho más alta que otros combustibles, alcanzando los 630ºC en comparación con los 210ºC del gasóleo, lo que lo convierte en un combustible que quema más lento. Por ello el transporte más adecuado será el transporte marítimo, especialmente en los grandes buques de carga, los motores de los barcos giran a una velocidad mucho más lenta que los de los camiones, lo que proporciona al amoniaco suficiente tiempo para quemarse adecuadamente.
Otro punto importante que se está estudiando es el control de las emisiones, la combustión del amoniaco puede generar emisiones de óxidos de nitrógeno, especialmente el óxido nitroso, que es un gas de efecto invernadero 300 veces más potente que el CO2.
«Pensamos que debería ser posible quemar amoniaco en unas condiciones y con una configuración de la cámara de combustión adecuada, de manera que los óxidos de nitrógeno puedan ser reducidos por el propio amoniaco», explica Alzueta. Este equipo también investiga el uso de pequeñas cantidades de aditivos para bajar la temperatura de ignición del amoniaco a la del gasóleo.
Se están llevando a cabo las primeras pruebas
En el laboratorio de Vaasa, Wärtsilä está probando un motor de nueva construcción (W25) que pondrá a la venta a finales de este año. «Uno de los factores del amoniaco es su inflamabilidad, que es bastante lenta. Por eso, necesita mezclarse con otro combustible. En este caso diesel. El amoniaco en sí no tiene carbono, pero la mezcla sí. En las pruebas que estamos realizando intentamos minimizar la parte de carbono manteniendo el poder energético y optimizando las emisiones y el consumo», detalla Jesús Puelles.
Además también están trabajando en adaptar motores ya operativos en los barcos, los primeros serán el W31, W32 y W 34. «Nuestra forma de gestionar los nuevos motores es que sean capaces de utilizar diversos combustibles. De tal forma que el 95% de las piezas sean siempre las mismas y solo se cambie el 5% restante dependiendo del tipo de combustible que se utilice», señala Puelles.
Por otro lado, la empresa Man Energy Solution también tiene previsto lanzar un motor de amoniaco de dos tiempos para buques portacontenedores, y el 2025 poder ofrecer una actualización para que los barcos existentes puedan funcionar con amoniaco .
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