El KIMM presenta una bomba de calor que aprovecha calor residual de fábricas y centros de datos para generar frío con menor consumo eléctrico.
- ♻️ Calor residual industrial convertido en refrigeración
- 🌡️ Funcionamiento desde solo 40 °C
- ⚡ Menor consumo eléctrico
- 🔇 Sin ruido ni vibraciones mecánicas
- 🏭 Pensada para fábricas y centros de datos
- 🌍 Amoniaco como refrigerante natural
- 🧪 Prototipo de 10 kW en fase de demostración
- 💡 Nueva vía para aprovechar energía desperdiciada
El calor residual deja de ser un desperdicio: una nueva bomba de calor consigue generar frío aprovechando energía a solo 40 °C
Cada día, fábricas, centros logísticos, hospitales y, sobre todo, centros de datos, expulsan enormes cantidades de calor al ambiente. En la mayoría de los casos esa energía simplemente se pierde. Ahora, un equipo de investigadores del Korea Institute of Machinery and Materials (KIMM), junto con la Universidad Chung-Ang, ha desarrollado una bomba de calor química de adsorción capaz de transformar ese calor residual en refrigeración utilizando fuentes térmicas de apenas 40 °C.
La cifra es especialmente relevante porque la mayoría de los sistemas de refrigeración por adsorción existentes necesitan temperaturas superiores a 70 °C para funcionar de forma eficiente. Reducir ese umbral abre la puerta a aprovechar una enorme cantidad de calor de baja calidad que hasta ahora resultaba poco útil desde el punto de vista energético.
Un cambio de enfoque: utilizar el calor para producir frío
En un sistema convencional de aire acondicionado, un compresor mecánico utiliza electricidad para comprimir el refrigerante y mantener el ciclo frigorífico.
En este nuevo desarrollo ocurre algo diferente. La energía principal no procede de la red eléctrica, sino del calor residual generado por procesos industriales o por la refrigeración de servidores informáticos.
La instalación combina dos tecnologías complementarias:
- una bomba de calor química basada en adsorción, capaz de aprovechar calor de baja temperatura;
- un compresor electroquímico, desarrollado por la Universidad Chung-Ang, que sustituye los mecanismos tradicionales por un sistema sin piezas móviles.
El resultado es un equipo mucho más silencioso y con un consumo eléctrico considerablemente inferior, ya que la mayor parte de la energía necesaria proviene de una fuente que ya estaba disponible y que normalmente acabaría disipándose en la atmósfera.
Un lecho de adsorción con rendimiento récord
Uno de los aspectos más destacados del proyecto es la mejora del lecho de adsorción, considerado el corazón del sistema.
Los investigadores rediseñaron este componente hasta alcanzar una potencia específica de refrigeración (SCP) de 346,5 W/kg, más del doble de la obtenida por tecnologías comparables disponibles actualmente según los responsables del proyecto.
Este parámetro indica cuánta capacidad de refrigeración puede proporcionar cada kilogramo del material adsorbente. Cuanto mayor es ese valor, más compacto y eficiente puede ser el equipo, algo fundamental para facilitar su implantación en instalaciones reales donde el espacio disponible suele ser limitado.
Un compresor sin partes móviles
La eliminación del compresor mecánico representa otro de los avances más interesantes.
El sistema incorpora un compresor electroquímico, una tecnología prácticamente libre de vibraciones y con un nivel de ruido muy reducido.
Esta característica puede parecer secundaria, aunque tiene implicaciones importantes. Instalaciones como hospitales, laboratorios, centros educativos, bibliotecas o edificios de oficinas buscan cada vez más soluciones de climatización silenciosas que reduzcan tanto el consumo energético como la contaminación acústica.
Además, al desaparecer muchas de las piezas sometidas a desgaste mecánico, también podría reducirse parte del mantenimiento asociado a este tipo de equipos, aunque será necesario comprobarlo durante las pruebas de funcionamiento prolongadas.
El amoniaco vuelve a ganar protagonismo
Otro elemento destacado del proyecto es el uso de amoniaco como refrigerante.
Durante décadas este compuesto fue ampliamente utilizado en instalaciones industriales debido a sus excelentes propiedades termodinámicas. Posteriormente perdió protagonismo frente a refrigerantes sintéticos más fáciles de manejar.
Sin embargo, la situación está cambiando. La reducción progresiva de los gases fluorados de efecto invernadero, impulsada por la normativa internacional y europea, está favoreciendo el regreso de los llamados refrigerantes naturales, entre ellos el amoniaco, el dióxido de carbono o los hidrocarburos.
El amoniaco presenta un potencial de calentamiento global prácticamente nulo, aunque requiere diseños específicos y estrictas medidas de seguridad debido a su toxicidad en determinadas concentraciones. Precisamente por ello suele emplearse en instalaciones industriales diseñadas específicamente para este refrigerante.
Los centros de datos, uno de los grandes beneficiados
Pocas infraestructuras generan tanto calor de forma continua como un centro de datos.
La expansión de la inteligencia artificial, los servicios en la nube y el procesamiento masivo de información está aumentando rápidamente la demanda de refrigeración. En muchas instalaciones, los sistemas de climatización representan una parte muy importante del consumo eléctrico total.
Una tecnología capaz de reutilizar el calor generado por los propios servidores para producir parte de la refrigeración necesaria podría mejorar notablemente la eficiencia energética del conjunto.
Cada punto porcentual de ahorro resulta especialmente valioso en instalaciones que funcionan las 24 horas del día durante todo el año.
Del laboratorio a la industria
El equipo de investigación ya dispone de un prototipo de aproximadamente 10 kW, actualmente en fase de demostración.
Este paso resulta esencial. Muchas tecnologías prometedoras muestran excelentes resultados en laboratorio, aunque el verdadero desafío aparece al trabajar durante miles de horas en condiciones reales, con cambios de temperatura, variaciones de carga y necesidades de mantenimiento continuado.
Si estas pruebas confirman el rendimiento observado hasta ahora, la tecnología podría comenzar a utilizarse en:
- fábricas con abundante calor residual;
- centros de datos;
- edificios comerciales;
- hospitales;
- campus universitarios;
- complejos industriales con redes de climatización centralizada.
También podría integrarse con sistemas urbanos de calefacción y refrigeración de distrito, donde varias instalaciones comparten infraestructuras energéticas para aprovechar mejor los recursos disponibles.
Potencial
La transición energética no depende únicamente de producir más electricidad renovable. También pasa por aprovechar mucho mejor la energía que ya existe.
Tecnologías como esta muestran un cambio de mentalidad interesante: dejar de considerar el calor residual como un problema para convertirlo en un recurso útil. En un contexto donde los centros de datos, la industria y las ciudades consumen cantidades crecientes de energía para climatización, recuperar parte de ese calor puede marcar una diferencia importante.
Si los ensayos continúan ofreciendo buenos resultados, estas bombas de calor podrían integrarse en parques industriales, hospitales, campus universitarios, redes urbanas de climatización o grandes edificios de oficinas, reduciendo el consumo eléctrico sin necesidad de aumentar la generación energética.
No resolverán por sí solas la crisis climática. Pero, combinadas con energías renovables, sistemas inteligentes de gestión y una mayor eficiencia en los edificios, pueden convertirse en una pieza muy valiosa para construir un modelo energético más circular, donde cada unidad de energía se aproveche varias veces antes de perderse definitivamente.
Vía www.mtnews.net
Ricardo Raùl MARX dice
Sin dudas un avance espectacular, con un futuro muy prometedor. ojalá su producción en serie y masificación se den muy pronto.