Abstract
Este estudio de diseño de procesos desarrolla un concepto completo de energía y carga para un buque de 50.000 DWT que transporta amoniaco refrigerado y lo convierte a bordo en hidrógeno para propulsión eléctrica. El diseño cierra una travesía de 6.000 nmi a 14 kn con una demanda de 10 MW en el eje y 1 MW para servicios de hotel y auxiliares. En lugar de tratar la conversión del combustible como una unidad aislada, el análisis conecta inventario de carga, craqueo de amoniaco, purificación de hidrógeno, pilas PEM, electrónica de potencia, rechazo térmico, distribución eléctrica y márgenes operativos en un balance de buque completo.
La base seleccionada requiere 257,1 t de hidrógeno a la entrada de las pilas. Con una conversión amoniaco-hidrógeno del 95 %, una recuperación de hidrógeno del 99,5 % y un rendimiento neto de pila del 52 %, la demanda equivalente de amoniaco es 1.704 t. El inventario incluye el consumo calculado durante la travesía y una reserva del 15 % para degradación, meteorología y maniobras. Los trenes redundantes de craqueo y purificación se dimensionan para la carga continua, mientras que el almacenamiento intermedio desacopla la demanda variable de propulsión del proceso de conversión estable.
El resultado es un diseño preliminar técnicamente coherente, y no un único esquema de equipos: los balances de masa y energía son explícitos, la cadena de propulsión se puede seguir desde la energía química hasta el eje y las capacidades principales pueden trasladarse a un estudio posterior de arquitectura naval y seguridad. El informe adjunto documenta las hipótesis, ecuaciones, comprobaciones de sensibilidad y limitaciones del proyecto académico de 2023.