WinGD (Winterthur Gas & Diesel)

Winterthur Gas & Diesel Ltd. (conocida mundialmente por sus siglas WinGD) es una de las empresas líderes globales en el diseño y desarrollo de motores marinos de dos tiempos y baja velocidad, esenciales para la propulsión de grandes buques oceánicos (como portacontenedores, petroleros y buques de carga a granel). Aunque la compañía es de origen suizo y mantiene su sede central de ingeniería e I+D en Winterthur, Suiza, actualmente es una filial propiedad al 100% de la empresa estatal china China State Shipbuilding Corporation (CSSC).

Historia:

Las raíces de WinGD están profundamente ligadas a la historia de la ingeniería industrial europea:

Nacimiento de Sulzer (1893): Todo comenzó cuando los hermanos Sulzer firmaron un acuerdo directo con Rudolf Diesel para desarrollar su tecnología de motores. Durante décadas, la división de motores diésel de la corporación suiza Sulzer fue un referente mundial. 

New Sulzer Diesel y Wärtsilä (1990-1997): La división se separó bajo el nombre de New Sulzer Diesel (NSD) y posteriormente fue adquirida por el grupo finlandés Wärtsilä en 1997. 

Nacimiento de WinGD (2015): Se fundó originalmente como una empresa conjunta (joint venture) entre Wärtsilä y CSSC. En 2016, CSSC tomó el control total de las acciones, renombrando definitivamente los motores bajo la marca WinGD.

 

 

Modelo de negocio:

El modelo de negocio de WinGD no consiste en fabricar directamente los motores en Suiza, sino en diseñar la tecnología y licenciar las patentes para que grandes astilleros (principalmente en China, Corea del Sur y Japón) los construyan. 

En la actualidad, la empresa destaca por su enfoque en la descarbonización del transporte marítimo a través de sistemas sostenibles: 

• Tecnología X-DF (Dual-Fuel): Motores capaces de operar de manera altamente eficiente tanto con combustibles líquidos tradicionales como con Gas Natural Licuado (GNL). 
• Nuevos combustibles limpios: WinGD lidera la carrera de combustibles alternativos con variantes de motores optimizados para Metanol, Amoníaco (gama X-DF-A), e introduciendo soluciones comerciales propulsadas por Etanol. 
• Ecosistemas Digitales y Retrofits: Ofrece herramientas avanzadas de diagnóstico digital mediante gemelos virtuales (WinGD Integrated Digital Expert) y publica estudios sobre la rentabilidad económica de transformar buques antiguos (retrofitting) para adaptarlos a normativas de cero emisiones.

Sus motores propulsan:

• Portacontenedores.
• Petroleros.
• Graneleros.
• Buques gaseros LNG.
• Grandes buques mercantes de navegación oceánica.

 

Uno de sus desarrollos más conocidos es el motor X-DF, una familia de motores dual fuel de baja presión que ha tenido gran aceptación en el mercado de buques LNG por su eficiencia y bajas emisiones. Además, el motor 12X92DF ostenta un récord mundial como uno de los motores marinos más potentes jamás construidos.

 

En resumen, WinGD es la heredera directa de la tradición de ingeniería marina iniciada por Sulzer en 1893 y representa una de las líneas históricas más importantes en la evolución del motor diésel marino moderno.

 

Hitos Tecnológicos Recientes (Transición Verde):

WinGD se ha posicionado a la vanguardia mundial de la propulsión marítima sostenible gracias a sus plataformas de motores de dos tiempos, logrando hitos históricos en los últimos meses:

1. Hito Mundial con Amoníaco (Gama X-DF-A): En junio de 2026, WinGD impulsó la entrega del primer buque transoceánico del mundo propulsado por amoníaco, el Antwerpen (un buque tanque de GLP/amoníaco de 46.000 m³ para la naviera EXMAR). Este motor (X52DF-A) completó con éxito sus pruebas de aprobación de tipo (TAT) y aceptación de fábrica (FAT). Además, su motor más grande, el X72DF-A, ya ha obtenido la aprobación oficial en China para instalarse en grandes buques de carga a granel.  
2. Motores de Metanol y el Salto al Etanol (Gama X-DF-M/E): Tras el éxito comercial y las pruebas a plena carga de su motor de metanol más grande (el 10X92DF-M destinado a grandes buques portacontenedores de COSCO), WinGD dio un paso más en mayo de 2026 al asegurar los primeros pedidos del mundo de motores propulsados por etanol para barcos transoceánicos (dos grandes buques para Vale y Shandong Shipping). Las entregas de estos sistemas flexibles que combinan metanol/etanol están programadas para iniciarse en 2027.
3. Soluciones de Modernización (Retrofits): Para evitar que los barcos construidos hace años queden obsoletos ante las leyes de emisiones del mañana, la compañía ha lanzado paquetes de actualización que permiten transformar motores diésel convencionales existentes de la serie X-Engines en sistemas limpios de metanol o etanol dual (X-DF-M/E).

 

 

¿Quién domina en la actualidad el mercado de los motores lentos? 

Actualmente el mercado de motores principales de baja velocidad para grandes mercantes está dominado por dos líneas de diseño:

• WinGD, Suiza (China), gama de productos: X, X-DF, X-DF-M
• MAN Energy Solutions, Alemania, gama de productos: ME-C, ME-GI, ME-LGIM

Los fabricantes como Hyundai, Mitsui, Doosan, CSSC o Hudong suelen construir estos motores bajo licencia del diseñador original.

WinGD ya no fabrica motores en Suiza. La fabricación se realiza principalmente en Asia por licenciatarios y constructores de motores. Lo que permanece en Winterthur es el núcleo de ingeniería: investigación, diseño, simulación, desarrollo de combustión, control electrónico, certificación y soporte técnico.

MAN Energy Solutions sigue siendo el líder histórico y probablemente el referente tecnológico global en motores lentos de dos tiempos. Pero la diferencia con sus competidores ya no es tan grande como hace 20 años. Su tecnología ME-C y especialmente ME-GI (inyección de gas a alta presión) es considerada por muchos armadores como la referencia para grandes portacontenedores y buques de muy alta potencia.

"MAN sigue siendo el líder tecnológico global, pero WinGD se ha convertido en un competidor de igual nivel en muchos segmentos."

De hecho, que CSSC controle WinGD le da acceso privilegiado al mayor mercado mundial de construcción naval: China construye más de la mitad del tonelaje mercante mundial. Eso le proporciona una plataforma enorme para crecer. Mientras tanto, WinGD está empujando fuerte en LNG, metanol y amoníaco.

 

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ENLACES:

• WinGD (Web corporativa)
• China State Shipbuilding Corporation 
• Propulsión de buques con motores de amoniaco 
• Motores Marinos dual-Fuel con Methanol
• Motor diésel lento MAN B&W ME-LGI
  
• Comparación de combustibles del futuro para motores marinos
• Sistemas auxiliares en motores diésel marinos
• Motores 2T con control electrónico
  
• MAN de la serie KSZ

 

Motores marinos de amoniaco

El impacto ambiental del transporte marítimo constituye en la actualidad un importante desafío para la sociedad. Esto es debido a que los motores marinos aunque muy eficientes son también emisores de importantes cantidades de sustancias muy contaminantes. De acuerdo con ello, restricciones impuestas por el convenio IMO MARPOL y otras legislaciones imponen límites cada vez más restrictivos respecto a las emisiones de los motores marinos. En este sentido, los combustibles libres de carbono, utilizados como combustible único o en modo de combustible dual, están ganando especial interés de cara a su utilización a corto plazo. Entre ellos el amoniaco, podría ser elegido como el principal combustible no contaminante para el sector naval en el futuro.

Desde un punto de vista de cara a la descarbonización en el sector marítimo, el uso de amoniaco como combustible se cree que 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 (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. 

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

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". 

El empleo de amoniaco constituye un importante paso hacia la descarbonización en la propulsión marina y por tanto reducir las emisiones de CO2. 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.

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.
  
  

ENLACES RECOMENDADOS:

• Amoniaco (Wiki) 
• Análisis CFD con OpenFOAM
• Motores Marinos dual-Fuel con Methanol
• Motor diésel lento MAN B&W ME-LGI
  
• Comparación de combustibles del futuro para motores marinos
• Sistemas auxiliares en motores diésel marinos 
• Motores 2T con control electrónico
  
• EL MOTORISTA TEÓRICO Y PRÁCTICO (Editorial Valle-Collantes - 1958)
  
• MAN de la serie KSZ
  
• MAN 7L 32-40
  
• Análisis CFD del motor MAN 7S50MC
• Emisiones contaminantes en vehículos
• Tecnologías para reducir los NOx en motores diésel

Curso de inspección y mantenimiento predictivo en motores diésel marinos

Estimados lectores, me gustaría presentarles el Curso de inspección y mantenimiento predictivo en motores diésel marinos que se imparte en modalidad online por la plataforma educativa Technical Courses. Este curso cuenta con 60 horas lectivas y su duración es de 8 semanas, al finalizar el curso se emitirá el correspondiente diploma-certificado para acreditar los conocimientos adquiridos.

El objetivo de este curso es capacitar al alumno para diagnosticar averías en motores diésel marinos, basándose en diferentes procedimientos de inspección, análisis, y actuaciones de mantenimiento predictivo, las cuales nos van a indicar las condiciones en que se encuentra la máquina.

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• ¿Por qué cursos técnicos online?
• INTERPRETACIÓN DE ANÁLISIS LUBRICANTES EN MOTORES DIESEL (1) 
• INTERPRETACIÓN DE ANÁLISIS LUBRICANTES EN MOTORES DIESEL (2)

 

Motor de pistones opuestos Doxford 58JS3C

El fabricante británico de motores marinos Doxford, estaba especializado en la producción de motores lentos de gran potencia, con la particularidad de que tradicionalmente incorporaban el barrido uniflujo con émbolos opuestos, el pistón superior era refrigerado por agua y el inferior por aceite. El fabricante decía que con este sistema se conseguía más potencia por cilindro que en un motor normal, con la misma p.m.e.

Los motores Doxford se diferenciaban de los producidos por otros fabricantes de motores de émbolos opuestos en que estos eran accionados por bielas a un único cigüeñal, dos bielas para el pistón superior y una para el pistón inferior, mientras que otros fabricantes de motores con pistones opuestos llevaban dos cigüeñales y tren de engranajes para transmitir el movimiento entre ambos cigüeñales (Fairbanks Morse, Junkers, etc). 

 

El último motor de dos tiempos lento diseñado por Doxford fue retirado de la producción en 1980, pero algunas unidades del tipo J permanecen todavía en servicio. En sus últimos años la empresa también diseñó y produjo el inusual motor de tres cilindros modelo 58JS3C, que desarrollaba 4.050 kW a 220 rev/min y se desarrolló específicamente para propulsar pequeños portacontenedores. El diseño 58JS3C fue basado en el tipo J, pero con mejoras para hacer frente a la mayor velocidad de rotación con una relativamente corta carrera de los pistones.

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LINKS:

• Motores Doxford
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• Wartsilla 46, analisis CFD periodo barrido 
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• Historia de los Motores Sulzer
• Motores de 2T con control electrónico