Desarrollo de un horno menos contam… – Information Centre – Research & Innovation

La industria cerámica desempeña un papel relevante en la economía de la Unión Europea (UE), impulsado por 17 000 empresas que dan empleo a más de 240 000 personas y generan unos ingresos aproximados de 30 000 millones de euros. Sin embargo, esta industria también consume una gran cantidad de energía. De hecho, producir tan solo una tonelada de baldosas cerámicas requiere 1,sixty seven MWh de energía.

La mayor parte de esta energía (un 55 {79e59ee6e2f5cf570628ed7ac4055bef3419265de010b59461d891d43fac5627}) se emplea durante el proceso de cocción, en el que arcillas y esmaltes se calientan hasta temperaturas muy elevadas. Este calentamiento suele hacerse con gas pure, el cual, al ser un flamable fósil, hace que el proceso genere una cantidad sizeable de gases de efecto invernadero. Dado que existe una regulación muy estricta para estos gases, como era de esperar, la mayoría de las instalaciones de la industria cerámica están sujetas al régimen de comercio de derechos de emisión (RCDE) de la UE.

La clave para reducir esta huella de carbono es crear un horno más eficiente y eso es exactamente lo que el proyecto financiado con fondos europeos Aspiration ha hecho.

Gabriele Frignani, responsable de Investigación Aplicada en Sacmi, una empresa cerámica multinacional con sede en Italia, y coordinadora del proyecto Aspiration, comenta: «Para propiciar que los hornos evolucionen a unos sistemas más sostenibles, el proyecto Aspiration diseñó, desarrolló y demostró una arquitectura radicalmente mejorada para los hornos industriales de la industria cerámica. El resultado es un horno de última generación que se caracteriza por un consumo energético optimizado, menos emisiones y unos gastos de funcionamiento menores».

Ensayos con la tecnología

Tradicionalmente, la industria ha reducido las emisiones contaminantes mediante la instalación de un filtro de bolsa en la chimenea de salida de los hornos. Aunque esta estrategia mantiene los niveles de emisiones por debajo del límite legal, no impide que contaminantes como el nitrógeno y los óxidos de azufre se escapen a la atmósfera. Este inconveniente, junto con el hecho de que van a reducirse los niveles de emisiones aceptables, propició la necesidad de una solución mejor.

Para resolver este problema, el proyecto Aspiration recurrió a la tecnología. El equipo desarrolló y probó un modelo de simulación basado en «software» capaz de analizar todos los procesos térmicos que tienen lugar en un horno, como el precalentamiento, la cocción y la refrigeración. Mediante este sistema, además de poder identificar las zonas de ineficiencia, se pudieron realizar ensayos con distintas modificaciones y soluciones.

Y Frignani explica: «Estas simulaciones ahorraron tiempo y costes durante la fase de desarrollo, ya que ponen de minimize las vías que son prometedoras y las que podrían no llevar a ninguna parte. Este enfoque es especialmente valioso en este tipo de investigación, en el que, debido a limitaciones presupuestarias y de tiempo, se necesita una hoja de ruta».

Por ejemplo, a través de los ejercicios de simulación, se pudo prever que la sustitución de grandes turbinas por microturbinas a lo largo de la línea de producción reportaría un nivel de electricidad adaptado para una determinada máquina. Este cambio, además de eliminar el uso (y desperdicio) de energía sobrante, también reduce el tiempo necesario para restaurar las condiciones térmicas tras apagones eléctricos y ayuda a reducir la huella de carbono de cada horno.

Un mejor tipo de horno

A pesar de las ventajas, las herramientas de simulación tienen sus límites. Por ejemplo, no pueden predecir si una variación en el proceso de cocción afectará negativamente a los materiales. Para solucionar este problema, el proyecto llevó a cabo pruebas a escala industrial y aplicó su modelo digital a un horno de producción serious.

«Estas pruebas demostraron de manera concluyente que, con nuestro “software”, las empresas cerámicas pueden ejercer un management en tiempo serious e intervenir directamente según sea necesario para mejorar la eficiencia de cada fase. El resultado es un horno capaz de producir mejor, a la vez que consume y contamina menos», añade Frignani.

Frignani señala que, debido a la inversión de tiempo y dinero necesaria, una empresa sola es incapaz de financiar este tipo de investigación y desarrollo, especialmente en un sector competitivo como el de la cerámica. «Los proyectos de investigación como Aspiration desempeñarán un papel cada vez más importante en el desarrollo de la tecnología y los conocimientos técnicos que posibilitarán las soluciones del mañana», concluye.