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FUEL FLEXIBLE, NEAR -ZERO EMISSIONS, ADAPTIVE PERFORMANCE MARINE ENGINE

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Motores ecológicos para un sector naviero más sostenible

Una importante iniciativa conjunta financiada con fondos europeos ha examinado diferentes soluciones tecnológicas para que el sector naviero sea más limpio y más eficiente desde el punto de vista energético.

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Hercules-2, financiado parcialmente con fondos europeos, adoptó un enfoque holístico para ayudar al sector naviero a avanzar en una dirección mas respetuosa con el medio ambiente. El proyecto constituye la fase de seguimiento del programa de investigación y desarrollo Hercules en el ámbito de las tecnologías para motores de grandes dimensiones, que fue concebido originalmente en 2004 por dos grandes grupos europeos de fabricación de motores. En último término, las tecnologías de Hercules-2 se emplearán a bordo de barcos de grandes dimensiones. Más opciones de potencia y combustible La combustión flexible ha ocupado un lugar destacado durante el último decenio gracias a la aparición de los motores de combustible dual y la necesidad de cambiar a combustibles de bajo contenido de azufre en las zonas de control de emisiones (ZCE) o en los puertos donde las normativas locales están en vigor. «Una de las principales ventajas de la combustión flexible es que permite a los motores de los barcos cambiar sin problemas entre combustibles convencionales y combustibles más respetuosos con el medio ambiente con una composición y calidad variables», señala el profesor Nikolaos Kyrtatos, ingeniero naval de la Universidad Técnica Nacional de Atenas. Con la ayuda de avanzadas instalaciones de pruebas con herramientas de medición óptica y «software» computacional de última generación, los investigadores examinaron las características de inyección e ignición de diferentes combustibles para motores diésel de baja y media velocidad. Prestaron especial atención a la combinación de combustibles intrínsecamente más sostenibles, como el gas natural, el gas licuado del petróleo, el metanol, el biogás y el dimetiléter, con otros más comunes, como los fuelóleos pesados o destilados. «Los motores futuros tendrán que fabricarse con materiales más duraderos, ya que para aumentar la eficiencia y reducir las emisiones son necesarias unas temperaturas más altas», comenta el profesor Kyrtatos. La búsqueda de nuevos materiales se centró en componentes como piezas moldeadas, culatas y carcasas de turbinas de turbocompresores que soportan cargas mecánicas o térmicas muy grandes. Los investigadores estudiaron el uso de materiales intermetálicos y de hierro fundido para crear componentes más duraderos. Estos materiales robustos no solo aumentarán la resistencia al desgaste de los componentes, sino también el umbral de funcionamiento del motor para un rango más amplio de velocidades de los buques. Nuevas técnicas de control adaptativo El objetivo principal era combinar la electrónica, la mecánica y el «software» para desarrollar un motor que se adaptara de forma óptima a su entorno operativo. La razón fundamental que subyace a los nuevos desarrollos se basaba en que cualquier parámetro que determinara el rendimiento del motor no debería deteriorarse más del 5 % a lo largo de toda su vida útil en comparación con un motor nuevo. Los logros del proyecto incluyeron un sistema de lubricación flexible y un sistema avanzado de control del rendimiento del tribosistema en tiempo real, que se espera que ayuden a superar el problema de la elección y aplicación del aceite lubricante al alternar entre fuelóleos pesados y combustibles de bajo contenido de azufre. Además, los investigadores desarrollaron un nuevo controlador no convencional que mejora el funcionamiento del motor cerca del margen de detonación. Un soplo de aire fresco La finalidad de Hercules-2 era desarrollar tecnologías para reducir la contaminación dirigidas a crear motores de emisiones próximas a cero. Las tecnologías integradas y avanzadas de postratamiento presentadas proporcionan un medio útil para cumplir no solo con los límites de las ZCE, sino también con el nivel III de la Organización Marítima Internacional (OMI). Los investigadores combinaron la recirculación de los gases de escape y la emulsión de agua y combustible para reducir simultáneamente el óxido de nitrógeno y las partículas. Actualmente se está estudiando la integración de las tecnologías de reducción de metano y etano en motores de cuatro tiempos con mezcla pobre. Es más, los investigadores desarrollaron métodos mejorados de inyección de agentes de reducción catalítica selectiva (RCS) y examinaron, asimismo, catalizadores robustos para operaciones de RCS preturbo. Los logros de Hercules-2 deberían acelerar aún más la transición del sector naviero hacia una mayor eficiencia de combustible y una huella medioambiental significativamente menor. También reforzarán la posición de los socios participantes en el mercado.

Palabras clave

HERCULES-2, motor, combustión flexible, sector naviero, zona de control de emisiones (ZCE), reducción catalítica selectiva (RCS), emisiones próximas a cero, tribosistema

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