El uso de energía solar y de un medio poroso (de cerámica o carburo) dentro de un tubo que se calienta con gas natural sería ideal para aumentar la temperatura del “agua de proceso” con la que funcionan la mayoría de los equipos en la industria. Su uso traería beneficios económicos y medioambientales para las empresas.
“El agua de proceso es agua caliente, generalmente calentada con vapor, para luego, mediante un sistema complejo de redes, distribuirla en toda la planta. Aunque el sistema de calentamiento es muy bueno, si muchos equipos dependen de esa agua y de un solo generador o calentador pueden aparecer problemas”, explica el profesor Farid Chejne, de la Facultad de Minas de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL).
Explica además que “aunque una empresa con 300 equipos o procesos tenga solo 100 en funcionamiento, la caldera sigue operando, sigue produciendo vapor para todos, de manera que se gasta energía sin necesidad. Por eso, y pensando en mejorar el uso de los energéticos y en disminuir los gases de efecto invernadero, nos propusimos desarrollar un sistema descentralizado y más respetuoso con el medioambiente”.
Cómo es el equipo que permite ahorrar hasta un 49% de energía en la industria
El diseño, que recibió patente este año, consiste en equipos cilíndricos independientes para cada proceso, que calientan el agua muy rápidamente combinando dos fuentes de energía: la solar, mediante paneles, y la de combustión de gas natural en medio poroso, un material que a simple vista es similar a una esponja, pero que al tacto es firme.
“El medio poroso puede ser de cerámica o carburo, y se ubica dentro de un tubo o cilindro que, al calentarse, calienta el agua con la que está en contacto. Este material es muy especial porque facilita que el metano, es decir el combustible, se ponga en contacto con el oxígeno, de manera que se ahorra energía cuando se da esta reacción”, indica el académico.
El experto Juan Carlos Maya, integrante del grupo de investigación Termodinámica Aplicada y Energías Alternativas de (Tayea) la UNAL, menciona que “la combustión de metano suele presentar inconvenientes en cuanto a heterogeneidad, es decir que la temperatura no siempre es igual en todo el quemador. No obstante, con el medio poroso se soluciona este problema, pues con él la temperatura se mantiene homogénea, pareja, en todo el tubo, aunque es normal que al someterlo a altísimas temperaturas se deteriore y se generen en él huecos o boquetes”.
“Como es inevitable que esto ocurra, mediante modelamiento matemático evaluamos hasta qué punto aguantaba el medio poroso y si seguía funcionando de manera óptima pese a esos cambios. Así nos dimos cuenta de que se llega, naturalmente, a un punto de equilibrio que no afecta la conducción y el mantenimiento del calor”, destaca el investigador Maya.
La tecnología diseñada también aprovecha la energía solar para aumentar las temperaturas mediante paneles solares con celdas fotovoltáicas que generan energía eléctrica, y esta a su vez se convierte en calor mediante una resistencia eléctrica.
“Todo este sistema, que probamos en una empresa de alimentos muy importante del país, generaría ahorros del 49 % de combustible cada año, lo que representa beneficios no solo económicos sino también medioambientales”, anota el profesor Chejne.
“Toda empresa que no requiera que sus procesos funcionen de forma simultánea, sino que tiene una demanda fluctuante de estos, puede usar este sistema, pues significaría una disminución en emisión de gases cercana al 50 %. Además reduciría el consumo de energía porque el medio poroso tiene una ventaja adicional, y es que almacena calor, de modo que cuando se vuelva a necesitar su operación, aunque de forma intermitente, él ya tiene reservas para arrancar, es decir que no inicia desde cero”, finaliza.
