Nota técnica 01/2023
La evolución de equipos alimentados con combustibles fósiles a energías alternativas se ha convertido en megatendencia mundial destinada a minimizar las emisiones de CO2 de origen fósil.
Un considerable número de procesos industriales requieren altas temperaturas para ser efectivos, mientras que el 50% aproximadamente de ellos, lo hacen a una temperatura inferior a los 400ºC. Tanto unos como otros, podrían migrar fácilmente de consumir petróleo, gas natural o carbón a consumir electricidad o hidrógeno verde.
Minimizar la huella de carbono en el sector industrial
Representa pasar del uso actual de combustibles fósiles utilizados para generar electricidad y vapor a la generación de vapor con energía eléctrica, al tiempo que se confía en formas alternativas de energía para suministrar electricidad. Los sistemas basados en la alimentación por gas y derivados del petróleo se han generalizado por su aparente abundancia, rentabilidad, madurez tecnológica y fácil acceso para acceder a la infraestructuras existentes, sin prestar demasiada atención al impacto a largo plazo tanto económico como medioambiental por lo que la huella de carbono representa.
Eficiencia de los equipos eléctricos vs. fósiles
El gradiente de eficiencia de los equipos eléctricos respecto a los que presentan alimentación fósil, es favorable a los primeros en un 24% porque la pérdida de calor es notablemente inferior en ellos. De ahí que los sistemas de calefacción a gas, suelen sobredimensionase en ese mismo porcentaje como mínimo. En algunos casos se instalan varias calderas para compensar la pérdida significativa de eficiencia operativa a bajas reducidas. Fenómeno éste que no ocurre en instalaciones eléctricas ya que éstas por sus características y concepción, son capaces de responder ágilmente a solicitaciones dinámicas.
Los quemadores requieren de una óptima y precisa mezcla de combustible para funcionar eficientemente, lo que no resulta fácil de conseguir por la alteración de las variables óptimas inherentes a los combustibles existentes en el mercado que desembocan en un proceso de combustión caro e incompleto debido a la necesidad de aire necesario que termina saliendo por la chimenea a alta temperatura.
Mal necesario éste que evita la formación de mezclas corrosivas que pueden degradar el equipo a ritmo acelerado al ser la temperatura superior al punto de rocío, hecho que no evita que los tubos interiores de las calderas alimentadas por quemadores se cubran de hollín, hecho que reduce considerablemente la eficiencia térmica del equipo.
El mantenimiento de todos estos sistemas es extenso y tedioso debido a la complejidad que presentan quemadores, ventiladores, conductos, mezcla de combustible, temperatura en fuga por la chimenea, acumulación de incrustaciones, corrosión y control de la contaminación.
Una caldera de vapor o cualquier otro proceso industrial alimentado por combustibles fósiles requiere para su funcionamiento óptimo de un programa complejo de mantenimiento que requiere semanas de inspección realizada por técnicos altamente cualificados que utilizan herramientas sofisticadas. Esto significa largas paradas y altos costes de mantenimiento, siempre y cuando no exista una avería sobrevenida, con el alto coste de oportunidad que el paro de instalaciones representa. Llegados a este punto, no hemos de olvidarnos del Control Reglamentario, más complejo y largo que en un equipo eléctrico.
El calentamiento mediante uso de energía eléctrica es notablemente más sencillo y escalable que el realizado por quemador de combustible, hecho que reduce considerablemente la probabilidad de fallo técnico o avería. No existen pérdidas parasitarias al no existir combustión y es habitual intervenir técnicamente en ellos sin ningún tipo de problema. El mantenimiento es simple: purgas, inspección de conexiones eléctricas e inexistencia de fugas. Con intervenciones anuales de pocas horas.
Por razones de mantenimiento y alta utilización, las instalaciones industriales que opten por minimizar sus gastos de capital (CAPEX) como gastos operativos (OPEX) deberían considerar la migración a máquinas eléctricas.
Los elementos calefactores mediante calentador (resistencia eléctrica) se han utilizado en la industria desde hace más de un siglo debido a su metodología de diseño simple y efectiva.
