Limpieza de la producción de baldosas cerámicas "sucias"

La eficiencia energética en hornosy otras fases del proceso de producción de cerámica es bastante baja y actualmente se emiten contaminantes a niveles insostenibles. Pero a medida que aumentan los costes de los combustibles fósiles y los gobiernos imponen normativas cada vez más estrictas sobre las emisiones de carbono, las empresas cerámicas recurren cada vez más a soluciones creativas para reducir su huella climática.

"Las emisiones de dióxido de carbono son un problema común para muchas industrias de uso intensivo de energía, y cualquier medida primaria o secundaria que se implemente que pueda reducir las emisiones de dióxido de carbono es buena", afirma la Dra. Irina Celades López, responsable del Área de Sostenibilidad en la Instituto Tecnológico de la Cerámicaubicada en la ciudad española de Castellón.

Luca Manzini, responsable de la gestión energética del Ceramiche Atlas Concorde Spaparte del Gruppo Concorde en Italia y socio del proyecto ETEKINA, financiado por la UE, está de acuerdo: "Todos los grupos cerámicos de Italia están haciendo grandes inversiones en eficiencia energética. Se necesita mucha energía térmica para fabricar cerámica. Intentamos recuperar el calor residual para reducir nuestro principal gasto, que es el gas natural".

Con hornos que pueden alcanzar los 1.250 grados centígrados, la emisión de contaminantes como el dióxido de carbono y el dióxido de azufre, y los litros de agua potable convertidos en aguas residuales, la industria de fabricación de baldosas cerámicas no tiene fama de ser precisamente respetuosa con el medio ambiente.

Gabriele Frignani, que trabaja para Gruppo SACMIuna multinacional que suministra tecnologías avanzadas para la cerámica y otros sectores, señaló que nadie debe esperar que los industriales se conviertan de repente en ecoguerreros si no hay un incentivo económico.

"La industria, en general, no se interesa en absoluto por las cuestiones medioambientales, a menos que pueda transformar este tema en un mayor volumen de negocio", afirma. "La idea de que se puede generar un nuevo renacimiento en términos medioambientales desde el sector industrial no sólo es romántica, sino que está completamente alejada de la realidad".

Por ejemplo, en la producción de baldosas cerámicas, se añade agua a la arcilla cruda y a los materiales, lo que da lugar a una mezcla de arcilla y agua llamada barbotina que se caracteriza por un contenido de agua del 32-38%. La barbotina se seca en un secador por aspersión, el agua se evapora y la humedad se reduce a un 6-7% aproximadamente. Por último, las baldosas cerámicas se prensan.

La industria cerámica se abastece de agua potable para utilizarla en este proceso simplemente porque es más barato que depurar las aguas residuales, según Frignani. Aunque el agua también se expulsa en este proceso, todavía no se han puesto en marcha medidas para recuperarla, aunque se han realizado algunos estudios prospectivos. Sin embargo, en España los problemas de escasez de agua han llevado a la industria a utilizar parte de agua reciclada y parte de agua potable, y este es un ejemplo que podrían seguir otros países. En realidad, el agua potable sólo es un requisito para la preparación de esmaltes y tintas, debido a los elevados requisitos de calidad.

Pero se puede ahorrar aplicando procesos más eficientes desde el punto de vista energético, y la industria cerámica europea está experimentando con intercambiadores de calor por tubería (HPHE) para recuperar la energía que se pierde en los hornos calientes y transferirla a otro punto de la cadena de producción.

En lugar de desechar el calor, Ceramiche Atlas Concorde Spa quiere recogerlo y utilizarlo en otros procesos dentro de la planta. Las HPHE que se están desarrollando en el marco del proyecto ETEKINA ayudarán a ello.

"Así ahorraremos algo de gas natural. La idea no es una ruptura tecnológica, no es como ir a la luna. Es algo que ya hacemos en cierta medida. Pero hasta ahora no disponíamos de la tecnología necesaria para recuperar la energía de los gases de escape del horno", explica Manzini.

Las HPHE ETEKINA se probarán en dos hornos presentes en la nueva planta piloto de Ceramiche Atlas Concorde Spa. Luca Manzini espera que la iniciativa suponga un ahorro de entre 120.000 y 180.000 euros para la planta. Eso corresponde a 400.000 metros cúbicos de gas natural, lo que representa el 2% del calor total producido.

"En realidad, será algo más, debido a que la planta tiene mucha autoproducción, por la presencia de una planta de generación dentro de la propia planta", dijo.

Dentro del Instituto Técnico de la Cerámica en España, Celades López también está estudiando los tubos de calor como vehículo potencial para la transferencia de calor dentro de las plantas de cerámica. Para ella, una de las principales ventajas de los tubos de calor es que son resistentes a los cambios en las condiciones atmosféricas y son rápidos y eficaces independientemente de la temperatura o la presión del entorno.

"A veces en la industria puedes encontrarte con entornos muy corrosivos, con muchos contaminantes, y [los tubos de calor] siguen funcionando correctamente", explica.

Su departamento también participa en el proyecto DREAM, que desarrolla un modelo de simulación para catalogar el comportamiento térmico de los productos cerámicos durante la fase de cocción.

"[Nuestro objetivo es] tratar de instalar estos tubos de calor en la zona de enfriamiento de la etapa de cocción para armonizar la temperatura durante el estado de enfriamiento, que es [una] etapa delicada en la fabricación de baldosas cerámicas", dijo. La fase de enfriamiento de la producción de baldosas cerámicas es especialmente delicada, ya que la tensión dentro de las piezas cerámicas podría provocar roturas.

Gabriele Frignani también participa en el proyecto DREAM. Es un gran aficionado a la utilización de tubos de calor para transportar el calor fuera de los emisores de calor y hacia los consumidores de calor.

"Una de las ventajas de utilizar la tecnología de tubos de calor es que siempre estamos seguros de que el aire que trasladamos a otras máquinas térmicas del proceso está limpio. No hay mezcla entre el aire que calentamos y el aire que podría estar contaminado de la zona de cocción del horno, por ejemplo", dijo.

La eficacia de los tubos de calor también es algo mayor en comparación con los intercambiadores de calor estándar que se utilizan para aplicaciones similares.

Otro método que puede utilizarse para hacer más "verde" la producción de baldosas cerámicas es utilizar la maquinaria existente de forma más eficiente desde el punto de vista energético. Manzini está formando e informando a sus compañeros de trabajo sobre los pequeños retoques y ajustes que pueden hacerse en el proceso de producción de baldosas para aumentar la eficiencia.

"Si encuentras una forma mejor de hacer funcionar la maquinaria, es más barato, pero también hay que tener en cuenta a las personas. La gente no suele estar dispuesta a cambiar sus hábitos", se ríe. "Es un trabajo largo, pero hay que hacerlo, en términos de concienciación".

Sin embargo, estos retoques son a veces incompatibles con los resultados que un cliente puede querer para una baldosa concreta. Por eso, innovaciones como los tubos de calor de ETEKINA pueden aportar valor.

"Si el mercado te pide baldosas con ciertas características específicas, que sólo se obtienen con [métodos] de alto desperdicio energético, al menos con ETEKINA podrás recuperar el calor que normalmente se desperdiciaría, y llevarlo de nuevo a la planta", dijo Manzini.

Autor: Catherine Collins