El Instituto Fraunhofer IGB impulsa un sistema de secado industrial con vapor sobrecalentado y bombas de calor que elimina el uso de gas natural.
- 🌍 Hasta un 80 % menos de consumo energético.
- ⚡ Electricidad renovable en lugar de gas natural.
- 💨 Vapor sobrecalentado como sustituto del aire caliente.
- ♻️ Recuperación y reutilización del calor.
- 🏭 Aplicación en alimentos, minerales y materiales de construcción.
- 🔬 Plantas piloto ya en funcionamiento.
- 📉 Menores emisiones de CO₂ y costes operativos.
Un cambio silencioso para una de las industrias que más energía consume
El secado industrial está presente en miles de productos cotidianos, aunque pocas personas sean conscientes de ello. Desde materiales de construcción hasta alimentos, fertilizantes, detergentes o piensos, una enorme cantidad de procesos industriales depende de eliminar la humedad de forma rápida y controlada. El problema es que esta operación requiere grandes cantidades de energía y, en la mayoría de las fábricas, todavía se realiza calentando aire mediante la combustión de gas natural.
Investigadores del Fraunhofer Institute for Interfacial Engineering and Biotechnology (IGB), junto con socios industriales como Evonik Operations GmbH y Pergande Group, trabajan en una alternativa capaz de transformar este escenario. Dentro del proyecto LowCarbDry, han desarrollado un sistema basado en vapor sobrecalentado, bombas de calor y control inteligente, una combinación que permite reducir el consumo energético hasta un 80 % y eliminar la necesidad de utilizar combustibles fósiles para el secado.
La propuesta no consiste únicamente en sustituir una fuente de calor por otra. Lo realmente interesante es que replantea por completo la forma en que la energía circula dentro del proceso industrial.
Por qué el vapor sobrecalentado resulta mucho más eficiente
En un sistema convencional, el aire caliente atraviesa el producto húmedo y absorbe el agua. Después se expulsa al exterior junto con una gran cantidad de calor residual que ya no puede aprovecharse. Esa pérdida energética obliga a seguir quemando combustible para mantener la temperatura del proceso.
El nuevo sistema funciona de otra manera. En lugar de aire, utiliza vapor seco sobrecalentado que circula en un circuito prácticamente cerrado. Al evitar que el calor escape continuamente al exterior, las pérdidas energéticas disminuyen de forma notable.
Además, cuando el vapor procedente del secado se condensa, genera calor a temperaturas aproximadas de entre 90 y 100 °C, suficiente para alimentar otros procesos industriales o incluso suministrar energía a redes locales de calefacción donde exista esa infraestructura. En otras palabras, una parte importante de la energía que antes se desperdiciaba vuelve a utilizarse.
Este enfoque encaja perfectamente con uno de los principios fundamentales de la economía circular energética: aprovechar cada unidad de energía el mayor número posible de veces antes de que se pierda.
El papel de la bomba de calor en el proceso
Otro elemento decisivo es la incorporación de una bomba de calor industrial.
Su función consiste en elevar la temperatura del vapor generado durante el secado para que pueda volver a emplearse en el mismo proceso. De este modo, la instalación necesita mucha menos energía externa para seguir funcionando.
En determinadas configuraciones, el sistema incorpora además recompresión mecánica del vapor, una tecnología ampliamente utilizada en algunos procesos industriales para recuperar energía térmica. Mediante compresores se aumenta la presión del vapor sobrante, elevando también su temperatura y permitiendo reutilizarlo como fuente de calor.
Esta estrategia mejora todavía más el rendimiento global de la instalación y reduce el coste operativo a largo plazo.
Inteligencia artificial y electricidad renovable: una combinación con mucho recorrido
Uno de los aspectos más innovadores del proyecto no está relacionado únicamente con la tecnología térmica.
El sistema incorpora un control predictivo basado en modelos, capaz de adaptar el funcionamiento del secado según la disponibilidad de electricidad renovable y el precio de la energía.
Cuando existe una elevada producción procedente de parques solares o eólicos y la electricidad resulta más económica, el proceso intensifica su funcionamiento. Si la energía es más cara o la disponibilidad renovable disminuye, la instalación puede ajustar su actividad de forma automática.
Esta flexibilidad representa una ventaja importante para un sistema eléctrico cada vez más dominado por fuentes renovables variables. La industria deja de ser únicamente una consumidora de electricidad y pasa a convertirse en un elemento capaz de adaptarse a las condiciones de la red.
Una tecnología válida para sectores muy diferentes
Aunque pueda parecer una solución muy específica, el potencial de aplicación es enorme.
Los investigadores ya han probado esta tecnología sobre una amplia variedad de materiales, manteniendo la calidad final del producto y una elevada eficiencia energética. Entre ellos destacan:
- Materias primas minerales.
- Materiales de construcción.
- Residuos orgánicos.
- Alimentos.
- Piensos para animales.
- Cal viva.
- Paja.
- Cuscús.
- Larvas de insectos destinadas a alimentación.
El sistema puede integrarse en diferentes tipos de secadores industriales, incluidos los de cinta, tambor o atomización, lo que facilita su incorporación en instalaciones ya existentes sin necesidad de rediseñar completamente las líneas de producción.
De hecho, los socios del proyecto ya han puesto en funcionamiento plantas piloto de secado por atomización mediante vapor sobrecalentado, un paso importante antes de su futura implantación comercial.
La descarbonización industrial pasa también por procesos menos visibles
Cuando se habla de reducir emisiones, la atención suele centrarse en el transporte o la producción eléctrica. Sin embargo, procesos industriales aparentemente discretos, como el secado, representan un consumo energético enorme a escala mundial.
La electrificación del calor industrial aparece cada vez con más frecuencia en las estrategias de descarbonización impulsadas en Europa. Tecnologías como las bombas de calor industriales, la recuperación de calor residual o la gestión inteligente de la demanda forman parte de los objetivos para reducir el uso de combustibles fósiles en fábricas.
En este contexto, iniciativas como LowCarbDry muestran cómo la innovación no siempre implica desarrollar materiales revolucionarios. A veces consiste en optimizar procesos conocidos desde hace décadas mediante una mejor integración de tecnologías ya disponibles.
Potencial
La tecnología desarrollada por Fraunhofer demuestra que la descarbonización industrial no depende exclusivamente de grandes cambios estructurales. También puede avanzar mediante mejoras muy concretas en procesos que llevan décadas funcionando prácticamente igual.
Si este tipo de secado se extiende a sectores como la alimentación, la industria química, la fabricación de materiales o la minería, podría reducir de forma significativa el consumo energético de miles de instalaciones industriales.
Combinada con electricidad renovable, bombas de calor industriales, recuperación de calor y sistemas inteligentes de gestión energética, esta solución puede convertirse en una pieza importante para construir fábricas con una huella climática mucho menor, más competitivas y preparadas para un sistema energético basado cada vez más en fuentes limpias. No resolverá por sí sola el desafío climático. Pero suma, y mucho, en uno de los ámbitos donde todavía queda un enorme margen de mejora.
Vía Fraunhofer Institute for Interfacial Engineering and Biotechnology IGB
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