Los 
Retos técnicos que supone la implementación de motores de amoniaco en los buques, incluyen las siguientes:
- Dificultad de ignición del amoniaco.
- Toxicidad alta: requiere medidas de seguridad muy estrictas.
- Baja velocidad de combustión, lo que complica la eficiencia.
- Emisiones de NOx: aunque no produce CO₂, sí puede generar óxidos de nitrógeno si no se controla bien el proceso de combustión y pos-tratamiento de las emisiones.
Desde
 un punto de vista de cara a la descarbonización en el sector marítimo, 
el uso de amoniaco como combustible podría ser la principal 
solución en estos momentos. Al ser un elemento natural que no incluye 
carbono en su molécula, la combustión de amoniaco no genera emisiones de
 CO2. 
El Amoniaco es un compuesto químico de nitrógeno con la fórmula química 
NH3. Es un gas incoloro con un característico olor repulsivo, altamente 
tóxico. Inflamable en mezclas de combustible con aire a concentraciones 
del 15 a 25 %. A presión atmosférica está en estado líquido a -33º C.

El
 método más eficiente para generar Amoniaco es el proceso Haber-Bosch 
(Por el cual Fritz Haber y Carl Bosch recibieron el Premio Nobel de Química en los 
años 1918 y 1931). El proceso consiste en la reacción directa entre el 
nitrógeno y el hidrógeno gaseosos. El método de Haber-Bosch utiliza dos 
materias primas: hidrógeno y nitrógeno. El hidrógeno necesario es 
producido a partir de la reformación de gas natural, de GLP o de nafta 
con vapor de agua, siendo el gas natural la alimentación más usual.
La 
planta se divide en dos secciones: el front-end o parte frontal de la 
planta, donde se genera la mezcla de hidrógeno y nitrógeno necesaria 
para sintetizar el amoníaco, y el back-end o parte posterior de la 
planta, que es la sección donde se convierte el producto a partir de 
ambos reactivos. 
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El
 amoníaco se ha propuesto como una alternativa práctica a los 
combustibles
 fósiles para usar en motores de combustión interna. Sin embargo el 
poder calorífico del 
amoníaco es de solo 18,6 MJ/kg, que es bastante inferior que la del MGO 
(Gas-oil marino) y del HFO (Fuel-oil pesado). Respecto a éste último y 
suponiendo un funcionamiento dual-fuel, se obtiene una reducción de SOx 
del 100%, del CO2 del 90% y de PM también del 90%. Respecto al NOx no se
 obtienen reducciones, pero con la aplicación de diversos tratamientos 
se cumplen con las regulaciones.

En
 motores de ciclo diésel el empleo de amoniaco puro es complicado debido
 su alta temperatura de autoignición, lo cual hace que haya que trabajar
 con relaciones de compresión excesivamente elevadas. Por este motivo, 
diversos estudios de investigación proponen un funcionamiento dual‐fuel 
utilizando como combustible principal amoniaco y de MGO (Gas-oil marino)
 como inyección piloto para encender la mezcla. De ahí que las emisiones
 de CO2 no sean de 0%, sino de entre un 5% y 10% respecto a lo que 
emitiría un motor diésel de HFO con potencia equivalente.

Desde
 el punto de vista de reducción de emisiones, la generación del NOx es 
muy característico en motores de tipo diésel, los cuales funcionan 
siempre con exceso de aire, que es básicamente nitrógeno y oxígeno, lo 
cual significa que hay más que suficiente aporte de nitrógeno para 
formar NOx. 
Las emisiones de NOx no se resuelven con el empleo 
de amoniaco ya que la combustión de amoniaco genera importantes 
cantidades de NOx. Por ello los motores que funcionen con amoniaco 
deberán incorporar elementos que permitan la reducción de los valores de
 NOx emitidos a la atmósfera. Ver artículo: Tecnologías para reducir los NOx en motores diésel
 
 
Existen Proyectos destacados de buques propulsados por amoniaco, entre los que se incluyen los siguientes:
1- Yara Eyde: Este será el primer portacontenedores del mundo propulsado por amoníaco
 limpio. Operará entre Noruega y Alemania, ofreciendo una ruta marítima 
sin emisiones y evitando aproximadamente 11.000 toneladas de CO₂ al año.
 
2- HD Hyundai y EXMAR: El astillero surcoreano HD Hyundai Mipo ha iniciado la construcción del
 primer barco del mundo propulsado por amoníaco. Este proyecto, 
encargado por la empresa belga EXMAR, contará con un motor de doble 
combustible diseñado específicamente para operar con amoníaco y 
combustibles tradicionales.
 
3- Proyecto de nueve buques con propulsión de amoníaco: Se planea desplegar tres graneleros Newcastlemax y seis buques cisterna
 para productos químicos equipados con tecnologías de propulsión de 
amoníaco. Las entregas están programadas entre 2026 y 2029. 
 
4- Proyecto APOLO de Fertiberia: En España, Fertiberia desarrolla un sistema que combina un craqueador 
parcial de amoníaco de 125 kW con un motor de 4 tiempos, logrando una 
eficiencia superior al 45%. Además, se implementará un sistema de 
reducción catalítica selectiva (SCR) para minimizar las emisiones de 
NOx. Link al 
Proyecto Apolo.
  
El prototipo de  MAN Energy Solutions:
En la actualidad MAN Energy Solutions ha anunciado que el desarrollo de su motor ME-LGIA (Liquid Gas Injection Ammonia)
 ha entrado en una nueva fase con el inicio de las pruebas de un motor 
de dos tiempos a escala real que funciona con amoníaco en su RCC (Centro
 de Investigación de Copenhague). Ole Pyndt Hansen, director de I+D de 
motores de dos tiempos de MAN Energy Solutions, afirmó: "Tras haber 
completado ya más de 12 meses de pruebas en un solo cilindro que 
funciona con amoníaco, es un hito importante poder pasar a las pruebas 
de motores a escala real. Hemos estado ocupados con el proceso de 
conversión durante los últimos meses, lo que incluye garantizar que 
todas las disposiciones de seguridad funcionen de acuerdo con nuestros 
requisitos. Ahora estamos listos para la siguiente fase que se centrará,
 entre otros parámetros, en la combustión y las emisiones, el ajuste del
 motor, las pruebas del atomizador y la verificación del sistema de 
control. Esto está previsto provisionalmente que continúe hasta mediados
 de 2025". 

La combustión del amoniaco con el aire produce, 
mayoritariamente, nitrógeno, oxígeno y agua. En menor proporción, otras 
sustancias que nunca serán dióxido de carbono, monóxido de carbono o 
hidrocarburos sin quemar porque el amoniaco no contiene carbonos en su 
molécula. Del mismo modo, tampoco se producirán óxidos de azufre porque 
el amoniaco no contiene azufre en su molécula. Lo que no es inevitable 
es que se produzcan óxidos de nitrógeno como producto de la combustión 
del amoniaco.
Un sistema típico de propulsión con amoniaco incluye los siguientes componentes:
- Tanques de almacenamiento de amoníaco: Diseñados para contener el 
amoníaco en condiciones seguras, generalmente a baja temperatura y 
presión moderada.
- Sistema de suministro de combustible: 
Incluye bombas y tuberías que transportan el amoníaco desde los tanques 
hasta el motor, asegurando un flujo constante y controlado.
- Motor de combustión interna modificado: Adaptado para quemar amoníaco, a
 menudo en combinación con otro combustible para facilitar la ignición.
- Sistema de post-tratamiento de gases: Como el SCR, que reduce las 
emisiones de óxidos de nitrógeno (NOx) producidas durante la 
combustión.
- Sistema de control y monitoreo: Supervisa y 
regula el funcionamiento del sistema de propulsión, garantizando la 
seguridad y eficiencia operativa.  

 
Simulación numérica con CFD:
Como
 aspecto negativo del Amoniaco cabe destacar su elevado índice de 
toxicidad. Esto ha provocado que se hayan desarrollado escasos estudios 
experimentales debido a la peligrosidad que éstos conllevan. El amoniaco
 es además un producto básico en sistemas de refrigeración (conocido 
como R 717), campo en el que sucesivos accidentes han provocado 
numerosas muertes a lo largo de los años. Debido a esta elevada 
toxicidad, las técnicas CFD (Ver análisis CFD con OpenFOAM)
 son muy apropiadas para analizar las posibilidades del amoniaco en 
motores sin la peligrosidad que supone un estudio experimental.

Actualmente
 hay barreras importantes para extender su uso. En términos de 
producción y suministro de amoniaco a los diferentes consumidores está 
lejos de ser resuelto en la actualidad. Las plantas de generación de 
amoniaco tendrían que ser construidas para incrementar los niveles de 
producción, lo cual requeriría una inversión muy importante tanto en 
inversión monetaria como en la energética. Aun cuando es el segundo 
compuesto químico más producido en el mundo, la escala de producción de 
amoniaco es una pequeña fracción del petróleo usado en el mundo. Podría 
ser producido de forma ecológica (sin emisiones contaminantes) a partir 
de energías renovables, así como usando la energía nuclear. 
 
 
AUTORES:
 Carlos Rodríguez Vidal (Maquinista Naval y Doctor en Energía y 
Propulsión Marina) y María Isabel Lamas Galdo (Doctora Ingeniera 
Industrial)
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ARTÍCULOS CIENTÍFICOS:
- Maria Isabel Lamas Galdo; Juan de Dios Rodríguez, Jose Manuel Rebollido. Numerical Model to Analyze the Physicochemical Mechanisms Involved in CO2 Absorption by an Aqueous Ammonia Droplet. Int. J. Environ. Res. Public Health 2021, 18(8), 4119. 
- Maria Isabel Lamas; Laura Castro-Santos; Carlos G. Rodriguez. 
Optimization of a multiple injection system in a marine diesel engine through a multiple-criteria decision-making approach. Journal of Marine Science and Engineering, 8, 946, 2020. 
 
- Maria Isabel Lamas Galdo; Laura Castro-Santos; Carlos G. Rodriguez
 Vidal. Numerical analysis of NOx reduction using ammonia injection and comparison with water injection. Journal of Maritime Science and 
Engineering, vol. 8, 109, 2020.  
 
- Lamas, M.I.; Rodriguez, C.G. NOx reduction in diesel-hydrogen engines using different strategies of ammonia injection. Energies, vol. 12, 
1255, 2019.
- Maria Isabel Lamas; Juan de Dios Rodríguez; Laura Castro-Santos; Luis 
Manuel Carral. Effect of multiple injection strategies on emissions and performance in the Wärtsilä 6L 46 marine engine. A numerical approach. 
Journal of Cleaner Production, vol. 206(2), pp. 1-10, 2019. 
 
- Lamas, M.I.; Rodríguez, C.G. Numerical model to analyze NOx reduction by ammonia injection in diesel-hydrogen engines. 
International Journal of Hydrogen Energy, vol. 42, pp. 26132-26141, 2017.
- Lamas, M.I.; Rodríguez, C.G.; Rodríguez, J.D.; Telmo, J. Numerical model of SO2 scrubbing using seawater applied to marine engines. Polish 
Maritime Research, vol. 23(2), pp. 42-47, 2016.
- Lamas, M.I.; Rodríguez, C.G.; Telmo, J.; Rodríguez, J.D. Numerical analysis of emissions from marine engines using alternative fuels. 
Polish Maritime Research, vol. 22(4), pp. 48-52, 2015. 
 
- Lamas Galdo, M.I.; Rodríguez Vidal, C.G.; Rodríguez García, J.D. Modelo de mecánica de fluidos computacional para el estudio de la combustión en un motor diesel de cuatro tiempos. DYNA, vol. 88(1), pp. 91-98, 2013.
- Tesis doctoral: Carlos Rodríguez Vidal, Soluciones a las emisiones de gases contaminantes en motores diésel marinos, Universidad de La Coruña, 2022.
 
 
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