El desarrollo de tecnologías capaces de suministrar calor en rangos extremos podría transformar la eficiencia de los procesos industriales, al permitir la recuperación y utilización del calor residual que actualmente se desaprovecha en numerosas instalaciones industriales. Según informó la revista ‘Nature Energy’, un grupo internacional de especialistas, entre los que figura el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) a través del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC), analizó los últimos avances en bombas de calor de alta temperatura y su impacto en la descarbonización del sector industrial.
Miguel Muñoz Rojo, investigador del CSIC en el ICMM y coautor del estudio, explicó en ‘Nature Energy’ que la compresión de vapor continúa siendo una técnica eficiente, aunque los refrigerantes empleados presentan limitaciones ambientales y de seguridad. El científico detalló que estos sistemas no permiten operar a temperaturas superiores a los 300 grados centígrados, restringiendo así su uso en procesos donde se requieren condiciones térmicas más elevadas. Según consignó el medio, esta restricción lleva a que muchos procesos industriales que operan por encima de los 326 grados centígrados (600 kelvin) dependan de combustibles fósiles o de calefacción eléctrica resistiva, dos métodos que generan elevadas cantidades de calor residual sin recuperar y que aumentan la huella de carbono.
El equipo investigador, cuyos hallazgos aparecen en la publicación de ‘Nature Energy’, planteó que la transición hacia tecnologías que puedan bombear y recuperar calor a temperaturas altas resulta esencial para mejorar la eficiencia industrial. Muñoz Rojo, quien trabaja en el perfeccionamiento de moduladores térmicos utilizando una beca ERC Consolidator de dos millones de euros, subrayó en el artículo que las bombas de calor de alta temperatura, tanto las basadas en sólidos como en ciclos de gas, presentan oportunidades relevantes para suministrar calor en rangos que alcanzan hasta los 1600 grados kelvin (alrededor de 1327 grados centígrados).
En el análisis detallado, los expertos señalaron que la actual limitación de funcionamiento de las bombas de calor por debajo de los 326 grados centígrados ha dado lugar a que la industria siga dependiendo de soluciones que, aun siendo eficaces desde el punto de vista energético, no resultan sostenibles desde una perspectiva ambiental. ‘Nature Energy’ reproduce la valoración de Muñoz Rojo: “El desarrollo de tecnologías que puedan recuperar y bombear calor a altas temperaturas es esencial para aprovechar el calor residual de la industria y mejorar la eficiencia de sus procesos”.
El artículo además destaca que los nuevos diseños de bombas de calor emplean materiales y ciclos de funcionamiento que reducen riesgos vinculados a los refrigerantes convencionales y disminuyen el impacto ambiental. Estas soluciones emergentes no solo prometen aumentar la eficiencia energética y operacional del sector manufacturero, sino también reducir el consumo de combustibles fósiles al facilitar la conversión directa de electricidad en calor y el uso de fuentes de calor residual que, hasta ahora, permanecían sin aprovechar.
Según el medio, los investigadores esbozaron una hoja de ruta tecnológica que detalla las posibilidades de escalabilidad, las aplicaciones potenciales y los principales desafíos por superar en la adopción industrial de bombas de calor de alta temperatura. Entre los obstáculos identificados figuran los problemas asociados al funcionamiento seguro de los nuevos refrigerantes, las barreras regulatorias y la necesidad de sistemas adaptados a las demandas específicas de los distintos procesos industriales. No obstante, la perspectiva general es que la capacidad de bombear calor a temperaturas muy elevadas representa una oportunidad para acelerar la descarbonización industrial, al permitir una drástica reducción del uso de fuentes energéticas convencionales contaminantes.
En palabras de Muñoz Rojo recogidas por ‘Nature Energy’, el aprovechamiento eficiente del calor residual, junto con la incorporación de tecnologías con menor impacto ambiental y riesgos reducidos, será fundamental para incrementar el rendimiento de los sistemas industriales y cumplir los objetivos globales de reducción de emisiones. El investigador añadió que “la oportunidad más grande es que si somos capaces de bombear ese calor a altas temperaturas podemos mejorar las eficiencias de los procesos industriales, contribuyendo verdaderamente a la descarbonización”, reflejó el medio.
El trabajo conjunto del ICMM-CSIC y otros miembros del grupo internacional se inscribe dentro de la tendencia del sector industrial a buscar alternativas que permitan operar en condiciones de mayor seguridad, menos emisiones y mayores prestaciones térmicas. De acuerdo con ‘Nature Energy’, la publicación concluye que, aunque los avances son significativos, el reto sigue siendo el desarrollo de sistemas lo suficientemente robustos, escalables y compatibles con las exigencias actuales de la industria, además de económicamente viables y respetuosos con el entorno.
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