Sachin Pimpalnerkar, Global Product Manager, KanthalEn un horno a electricidad nuevo para la calcinación de la espodumena, se colocan los productos fríos en la cámara por un extremo y se retiran los productos calientes por el otro. En comparación, el volumen de combustible y aire que ingresa y sale de un horno a gas no solo disminuye el volumen del producto, sino que también se lleva consigo la mayor parte de la energía utilizada.
A fin de visualizar los volúmenes totales involucrados, Sachin Pimpalnerkar, gerente de Producto Global de Kanthal, realizó un cálculo de la pérdida de energía.
«Tuve que hacer esta cuenta yo mismo», bromea mientras muestra el reverso de un sobre repleto de cuentas. «La hice rápido y está un poco desprolija. En un período de 24 horas, para un horno de 1 MW, estamos hablando de 2568 Nm3 de gas y 27 760 Nm3 de aire», explica.
Una gran brecha en la eficiencia térmica
Para tener una idea, imaginemos que un globo aerostático típico mide 16 metros de ancho y 25 metros de alto, y contiene un volumen de, aproximadamente, 2000 metros cúbicos. Para que pueda comenzar a ascender, el aire se calienta a unos 100 grados centígrados utilizando unos 130 litros de propano en una hora.
Antes de la filtración y el desulfurado, la temperatura de los gases de combustión de un horno rotatorio es de alrededor de 400 grados centígrados.
Teniendo en cuenta una temperatura mucho más alta, se podrían lanzar, quizás, 30 globos al día, o 11 000 globos al año, usando el gas de combustión de una unidad de 1 MW.
A pesar de todos los avances en la eficiencia que se lograron en décadas de instalaciones comerciales, un horno a gas alcanzará quizás un 25 % de eficiencia térmica, un promedio que puede llegar cerca del 60 % mediante la implementación de alguna tecnología de recuperación de calor de última generación.
«Lo importante aquí es este gran volumen de gas caliente, porque a pesar de todos los avances en la eficiencia que se lograron en décadas de instalaciones comerciales, un horno a gas alcanzará quizás un 25 % de eficiencia térmica, un promedio que puede llegar cerca del 60 % mediante la implementación de alguna tecnología de recuperación de calor de última generación», explica Pimpalnerkar.
Por lo general, una planta característica podría tener alrededor de 4 MW, o cuatro veces el tamaño de nuestro cálculo. Esta traspolación significa que, literalmente, está bombeando hasta 15.26 MWh de energía como las emisiones de gases de combustión cada día, explica Pimpalnerkar.
Estas cifras son solo aproximaciones, pero nos sirven para tener una idea del nivel de ineficiencia térmica que brinda la tecnología actual. Por el contrario, los hornos a electricidad alcanzan una eficiencia térmica cercana al 95 %.
El ahorro de energía que se obtiene no es la única ventaja para el operario de la planta. Un mejor entorno de trabajo, menos ruido y cero emisiones nocivas de NOx son otras de las ventajas. Además, esas emisiones de NOx, que hacen que un lugar de trabajo sea insalubre, también pueden ser un tema de preocupación para los organismos de regulación. Los permisos son cada vez más estrictos, ya que en muchas ciudades y regiones no se logra alcanzar los objetivos con respecto a la reducción de NOx. A estas ventajas se le suma la simplicidad y la capacidad de control de la temperatura. Estamos acostumbrados a activar la calefacción eléctrica con solo girar una perilla. Ese proceso es menos preciso y mucho más complicado cuando se tienen que canalizar, distribuir y encender volúmenes enormes de gas y aire.
Incentivos para comenzar a usar la energía eléctrica
Hace un tiempo que los consumidores y los fabricantes de equipos originales vienen exigiendo una cadena de suministro con mayor eficiencia energética y libre de combustibles fósiles para los automóviles eléctricos y otras aplicaciones a batería que no generan daños al medioambiente.
La integración progresiva, a través de la cual las refinerías buscan captar más componentes de los márgenes disponibles del producto final en las operaciones ascendentes o cerca de ellas, agrega un incentivo adicional para que los operadores comiencen a usar energía eléctrica, explica Pimpalnerkar.
En primer lugar, cuando los operarios de una mina nueva ubicada en Escandinavia, Inglaterra, EE. UU., Canadá o Australia deciden integrar de forma progresiva la etapa de calcinación, pueden evitar que miles de toneladas de concentrados se trasladen a China para su procesamiento final, explica.
Cuando estas etapas del proceso de producción que consumen una gran cantidad de energía se incorporan de esta manera, también significa que el uso de energía industrial resultante se traslada a jurisdicciones en las que existen incentivos destinados a evitar las emisiones de carbono.
«Una operación integrada puede aprovechar los sistemas de comercio de emisiones para compensar los costes de energía», comenta Pimpalnerkar.
Además, con regiones como Europa, que proponen el denominado «Mecanismo de Ajuste en Frontera por Carbono de la Unión» en productos importados desde fuera de su sistema de comercio de emisiones de gases, la integración progresiva también podría, en el futuro, proteger la cadena de suministro de estas tarifas de carbono.
Ventajas de remplazar los sistemas de calentamiento a gas por sistemas eléctricos
- Rendimiento medioambiental El calentamiento eléctrico no contamina el ambiente de trabajo con CO2, NOx, CO, SOx ni con fuentes de contaminación acústica, más allá de la fuente de energía. Además, si este tipo de sistema funciona con energía renovable, todo el proceso libera cero emisiones al medioambiente.
- Eficiencia térmica El calentamiento eléctrico ofrece ventajas significativas en términos de eficiencia en comparación con el calentamiento a gas.
- Rentabilidad Gracias a una eficiencia térmica ampliamente mejorada, se obtiene una mayor rentabilidad directa, ya que se consume menos energía.
- Eficiencia de producción Dado que los sistemas eléctricos implican un proceso de calentamiento más controlado, las temperaturas y las zonas de calentamiento se pueden ajustar con precisión, y esto mejora la calidad.
- Instalación y mantenimiento La instalación de sistemas de calentamiento eléctrico es más sencilla. El único requisito es contar con un suministro eléctrico, un servicio disponible en la mayoría de las plantas, incluso en aquellas que no siempre hay acceso al gas.
Kanthal es su socio de confianza para la electrificación de los hornos de su empresa
- Fiabilidad: en Kanthal, nos respalda una trayectoria de 90 años en la conversión de hornos a gas a hornos a electricidad.
- En Kanthal, proporcionamos un amplio nivel de soporte técnico.
- Contamos con una sólida presencia global: somos interlocutor en la región que elija.
- Amplia experiencia en materiales activos para electrodos.
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