5 fuentes de energía en las que nunca has pensado

Cada día, el calor sobrante se libera al medio ambiente, contribuyendo al calentamiento global y desperdiciando las posibilidades de generar energía limpia. Las oportunidades de recuperarlo y reutilizarlo se encuentran en lugares como las grandes instalaciones industriales, pero también en los pasillos de su supermercado local.

Se calcula que menos del 30% de la energía consumida en el planeta se convierte de forma eficiente. El resto se vierte a la atmósfera en forma de calor residual. Este calor residual no sólo contamina, sino que también representa oportunidades perdidas para obtener energía verde o, al menos, aumentar la eficiencia energética.

Dependiendo de la tecnología y de la aplicación que se le dé, no es necesario que las temperaturas sean excesivamente altas para que el calor sea capturado y reutilizado. Esto se traduce en un amplio abanico de potenciales fuentes de calor excedentes que pueden encontrarse en lugares tan grandes y complejos como un parque industrial, pero también en salas universitarias o incluso en los hogares.

He aquí cinco fuentes de energía en las que probablemente no haya pensado. Sin embargo, tienen un gran potencial y todavía hay mucho margen para aprovecharlas:

1. FÁBRICAS DE CEMENTO

Después del agua, el cemento es el recurso más utilizado en el mundo, con una producción anual de 4.200 millones de toneladas. Su proceso de producción implica la quema de piedra caliza y arcilla molida en hornos que alcanzan una temperatura de 1450°C, lo que convierte a la industria del cemento en una enorme fuente potencial de exceso de calor.

En su planta situada en la ciudad de Souselas, CIMPOR-Indústria de Cimentos, el mayor productor de cemento de Portugal, ya recupera parte del calor residual del proceso a partir de los gases liberados por los hornos. Sin embargo, Paulo Rocha, director de innovación y sostenibilidad de la empresa, cree que todavía hay muchas otras oportunidades inexploradas para recapturar el calor en estas instalaciones. "Aunque el proceso de combustión en un horno de cemento es uno de los más eficientes, todavía se desperdicia una cantidad importante de calor en la torre de precalentamiento, en el enfriador de clinker o incluso por radiación. Podríamos mejorar aún más la eficiencia", afirma. "El principal problema es que la amortización de estas inversiones suele ser muy larga y no se ajusta a las cifras de la tasa interna de retorno de las inversiones tradicionalmente aceptadas".

CIMPOR está interesado en optimizar los procesos de recuperación de calor en Souselas, utilizando una parte de este calor para producir energía eléctrica para uso interno o para la red, así como en explorar las posibilidades de convertirse en proveedor de otras empresas o instituciones. En este sentido, la plataforma EMB3Rs jugará un papel importante en la búsqueda de sinergias con otros sectores y soluciones rentables. "Este proyecto está desarrollando una herramienta para diseñar una red que conecte a los sumideros (consumidores) con las fuentes según su disponibilidad y necesidades", dice Rocha. "Pero la plataforma también es interesante porque nos permitirá simular posibilidades basadas en tecnologías futuras. Esto permitirá considerar nuevas tecnologías, especialmente las vinculadas a la disminución de las emisiones de CO2".

2. REFRIGERADORES EN LOS SUPERMERCADOS

Además del pollo, los huevos y la leche, tu supermercado local podría ofrecerte una fuente de energía limpia para calentar tu casa. Al menos ésa es una de las posibilidades que estudian los investigadores de la Universidad Técnica de Dinamarca (DTU) en Copenhague, dentro del proyecto EMB3Rs.

Los supermercados necesitan hacer funcionar continuamente los sistemas de refrigeración, hasta el punto de que la refrigeración supone más de la mitad de su consumo eléctrico. En lugar de dedicar toda esta electricidad a alejar el calor de los alimentos, ¿no podría desviarse este calor para satisfacer otras necesidades energéticas? Eso es lo que está haciendo la empresa danesa de calefacción y refrigeración Danfoss, mediante unidades de recuperación de calor que recuperan el 95% del calor sobrante generado por las enfriadoras de los supermercados y lo envían a las redes de calefacción urbana. Uno de los establecimientos que utiliza esta tecnología en el distrito de Nordhavn será el núcleo del estudio de la DTU, ya que proporcionará datos para realizar simulaciones y determinar cómo puede reutilizarse este exceso de calor de forma eficiente por los hogares de la zona.

"Analizaremos los datos recogidos en el supermercado y en 30 apartamentos cercanos, que contienen los perfiles térmicos del excedente de calor, el calor de los espacios y el consumo de agua caliente sanitaria", explica Tiago Sousa, investigador postdoctoral de la DTU que participa en el proyecto. "Planeamos calcular cuánto calor excedente pueden utilizar los consumidores y cuán rentable sería este intercambio para ambos, el supermercado y los consumidores".

De este modo, el exceso de calor producido por los refrigeradores de un supermercado puede acabar proporcionando calefacción y agua caliente a los pisos en lugar de liberarse a la atmósfera, donde contribuye al calentamiento global. En el Reino Unido, por ejemplo, se calcula que los sistemas de refrigeración comercial representan alrededor del 12% de las emisiones de carbono del país. "Imaginemos la gran cantidad de supermercados que tenemos en las ciudades", dice Sousa, "al capturar tanto calor residual esto se convertirá en una medida importante para lograr la eficiencia energética".

3. EMPRESAS DE FUNDICIÓN DE METALES

Al igual que ocurre con el cemento, la fundición de metales implica procesos en los que las temperaturas superan los 1.000ºC, lo que ofrece grandes oportunidades para reutilizar el calor. Uno de los casos de estudio en los que se probará la plataforma EMB3Rs es una planta de fundición de metales en el Reino Unido que actualmente carece de sistemas de recuperación del calor sobrante, lo que supone un desperdicio de 10,5 gigajulios al año. "Eso equivaldría a proporcionar energía a 30 casas al año", explica Stuart Bradley, ingeniero principal de la Universidad de Warwick, que dirigirá la investigación.

"Se trata de una fuente de calor que en estos momentos se expulsa al medio ambiente. Se trata de grandes coladas de unas ocho o diez toneladas que se dejan enfriar de forma natural", explica Bradley. "Así que lo que estamos tratando de hacer es formular un método para capturar el calor, en lugar de limitarse a enfriar los moldes con agua o aire, y la herramienta EMB3Rs nos ayudará a entender el valor de ese calor y dónde puede ser redistribuido".

Hay dos tipos de coladas, una de bronce de aluminio y otra de acero. La producción de ambos metales necesita temperaturas muy altas, por lo que las coladas pueden estar a 1.000 °C cuando se dejan enfriar. "Colocamos el intercambiador de calor inmediatamente encima de la colada y luego soplamos aire de la colada a través del intercambiador de calor", dice Bradley. "Así que, en nuestro caso, la empresa de fundición decidirá si reutiliza el calor residual para calentar la materia prima que entra en el horno o lo convierte en electricidad, que puede distribuirse por todo el país".

4. AGUA CALIENTE DE RESIDUOS INDUSTRIALES

En los países de renta alta, el sector industrial es responsable del 59% del consumo de agua. Las fábricas y los molinos la utilizan para procesar, lavar, diluir o refrigerar. El resultado es un subproducto no deseado, el agua residual, que requiere tratamiento si se quiere eliminar de forma respetuosa con el medio ambiente.

Sin embargo, en muchos casos, estas aguas residuales están a una temperatura lo suficientemente alta como para actuar como fuente de energía. "Se puede recuperar el calor de las aguas residuales industriales mediante intercambiadores de calor y transferirlo del productor al consumidor", explica George Goumas, experto en energía del Centro de Fuentes de Energía Renovables y Ahorro de Energía (CRES). "La viabilidad técnica y económica de la aplicación de esta medida dependerá de diversos factores".

La temperatura a la que las aguas residuales pueden seguir siendo útiles, la distancia entre los proveedores y los consumidores, el coste y el plazo máximo de amortización son algunos de los factores que el equipo de Goumas analizará utilizando la plataforma de EMB3R en la Segunda Zona Industrial de la ciudad de Volos, en el este de Grecia. "Investigaremos la viabilidad técnica y económica de implantar un sistema de red de calefacción que distribuya el exceso de calor rechazado por las empresas de esta zona industrial a otras empresas con demanda de calor en el mismo polígono", afirma. Se prevé que el calor excedente en esta zona con industrias de alto consumo energético supere la demanda local; por ello, el proyecto también evaluará las posibilidades de ampliar el sistema de distribución de calor a una ciudad cercana.

Goumas afirma que se trata de una forma segura de reciclar el agua caliente de las industrias que ya no son necesarias. "No hay riesgo para la salud humana, ya que el calor residual producido por las fuentes de calor se transfiere mediante intercambiadores de calor a la red de tuberías de distribución de agua caliente. El calor residual no entra en contacto con el agua de la red de distribución de calor, ya que el intercambio de calor se realiza dentro de intercambiadores de calor de circuito cerrado".

5. INCINERADORES DE RESIDUOS

La incineración puede ayudar a reducir hasta en un 90% el volumen de residuos que eliminamos en los vertederos. También es una forma segura de deshacerse de los residuos peligrosos. Pero, ¿ha pensado alguna vez que es una forma de generar electricidad y proporcionar calor?

Se trata de una práctica muy común en Noruega, donde las redes de calefacción urbana dependen en gran medida del exceso de calor procedente de la incineración de residuos. Aunque todavía es poco frecuente en países más cálidos como Portugal, donde sólo hay una zona que cuenta con un sistema de calefacción y refrigeración urbana (DHC): El Parque das Nações, en Lisboa. Pero esto puede cambiar pronto. El DHC del Parque das Nações sigue dependiendo en gran medida de un combustible convencional, a pesar de contar con una planta de trigeneración de alta eficiencia, explica João Castanheira, director general de Climaespaço, la empresa que gestiona las instalaciones. "Tenemos que encontrar mejores alternativas y una de las opciones más interesantes es utilizar el calor sobrante de una incineradora de residuos que se encuentra no muy lejos de nuestros terrenos", afirma.

"Queman residuos en una caldera que genera vapor y utilizan el vapor para mover una turbina. Una parte del vapor podría llevarse a un intercambiador de calor, donde podrían producir agua caliente que se utilizaría para aportarnos energía", explica Castanheira. Cree que este proceso podría cubrir hasta el 90% de las necesidades de calefacción de la DHC, que vende un total de 40 gigavatios hora al año a muchas empresas, edificios públicos y 3.000 hogares conectados a su red de 21 kilómetros. Pero Climaespaço también está buscando otros posibles proveedores. "La incineradora es una gran posibilidad, pero confiamos en que EMB3R nos ayude a encontrar otras fuentes de calor excedente, como las instalaciones industriales situadas en las proximidades", dice Castanheira.

El uso de todas estas fuentes de energía excedente ocultas ayudará a avanzar en la transición energética y a ahorrar mucho CO2.

Autor: Stefania Gozzer