Una asociación tripartita entre compañías marítimas japonesas ha logrado una reducción del 93.8% en el escape de metano de un motor de gas marino operando al 100% de carga en pruebas en tierra firme, allanando el camino para ensayos en el mar.

11 Apr 2024

Los resultados de la investigación, que fueron verificados por ClassNK a través de una declaración de hecho (SOF, por sus siglas en inglés), se lograron en un motor de prueba utilizando un sistema de recirculación de gases de escape (EGR, por sus siglas en inglés) en combinación con un sistema de catalizador de oxidación de metano. Aunque los resultados se lograron en el banco de pruebas en diciembre de 2023, ClassNK presentó el SOF en una ceremonia celebrada en Sea Japan 2024 en abril.

Estos resultados son alentadores para el uso de tecnología de motor de doble combustible de gas natural licuado (GNL) en barcos para lograr reducciones en las emisiones de CO2 y gases de efecto invernadero (GEI).

Respaldada por el Instituto Nacional de Nuevas Energías y Desarrollo Tecnológico Industrial de Japón (NEDO, por sus siglas en inglés), la investigación en curso está siendo llevada a cabo por Hitachi Zosen Corp, Mitsui OSK Lines (MOL) y Yanmar Power Technology bajo el Proyecto de Desarrollo de Tecnología de Reducción de Escape de Metano de Buques Propulsados por GNL Mejorando Catalizadores y Motores, bajo el Programa de Fondos de Innovación Verde. El proyecto que se desarrolla de 2021 a 2026, tiene como objetivo lograr una reducción del 70% en el escape de metano en los buques propulsados por GNL.

Dependiendo del tipo de tecnología de motor, la combustión de GNL puede reducir las emisiones de CO2 de la combustión en un 20% a 25%, las partículas y los óxidos de azufre en aproximadamente un 100%, y los óxidos de nitrógeno en aproximadamente un 80%. El escape de metano es un problema para los motores de doble combustible de GNL, especialmente para los motores de dos y cuatro tiempos basados en el ciclo Otto. El metano es un poderoso gas de efecto invernadero, con un potencial de calentamiento global de 27-30 veces el del CO2 en un lapso de 100 años, según la EPA de EE. UU. El gas natural, que se utiliza en los motores propulsados por GNL, está compuesto principalmente de metano. El escape de metano es el gas natural no quemado que escapa del escape del barco durante la combustión. Esto socava los beneficios ambientales del uso de GNL como combustible marino.

La normativa europea FUEL EU establece los siguientes valores por defecto de fuga de metano, si bien los armadores podrán emplear sus propios valores si estos están certificados por una sociedad de clasificación.

Tipo de motor		% methane slip
LNG Otto (dual fuel medium speed)		3,1
LNG Otto (dual fuel slow speed)		1,7
LNG Diesel (dual fuel slow speed)		0,2

En 2022, ClassNK emitió una aprobación en principio para el concepto del sistema de catalizador de oxidación de metano diseñado por Hitachi Zosen y Yanmar PT. El dispositivo está diseñado para reducir el escape de metano colocando un catalizador de oxidación de metano en la tubería de escape de un motor propulsado por GNL y oxidando el metano no quemado en el catalizador.

Basado en el procedimiento de prueba presentado por Yanmar PT, ClassNK emitió un SOF después de confirmar la reducción del escape de metano bajo condiciones de combustión de GNL de motores de doble combustible marino equipados con un sistema de reducción de escape de metano.

Próximo paso: ensayos en el mar

A partir del cuarto trimestre de 2024, la tecnología de reducción del escape de metano será instalada en granelero Reimei, botado en 2023 y equipado con motor dual de GNL, para demostrar la tecnología durante los ensayos en el mar. Gestionado por MOL y propiedad de Erica Navigation, el buque granelero con bandera liberiana de 95,792 toneladas de peso muerto fue entregado en noviembre para transportar carbón para Kyushu Electric Power. Los planes prevén que el sistema de catalizador de oxidación de metano sea instalado en la tecnología de motor Yanmar 6EY22ALDF