La nueva revolución solar podría alimentar la fabricación de cemento con la luz del sol Un grupo de investigadores financiado con fondos europeos ha presentado una tecnología solar térmica innovadora que casi podría reducir a la mitad la huella de carbono de la generación de calor industrial. La tecnología enfoca haces de luz solar para alcanzar temperaturas de hasta 950 °C, que son, en teoría, suficientemente elevadas para aportar el calor necesario para procesar cal y otros minerales no metálicos. Cambio climático y medio ambiente Tecnologías industriales Energía © Gilles Flamant Los procesos industriales sobre los que se sostiene la civilización moderna son complejos y diversos, pero comparten una misma entrada clave: requieren grandes cantidades de calor que, a su vez, requieren cantidades ingentes de combustible para su generación. El calor es esencial para las operaciones industriales, pero también es una fuente ignorada y creciente de emisiones de gases de efecto invernadero. ¿Qué sucedería si pudiésemos usar el calor del sol en su lugar? El proyecto SOLPART, financiado con fondos europeos, es un buen ejemplo de cómo la energía solar térmica permite desarrollar nuevas aplicaciones fuera del área en que se centra la tecnología, la generación de electricidad y el calentamiento de agua. La energía solar térmica también puede proporcionar calor sin emisiones de carbono para una amplia variedad de procesos industriales. Los investigadores diseñaron con éxito dos reactores solares distintos que funcionaban a 750-950 °C para procesar varias materias primas útiles para la industria, como la piedra caliza, los fosfatos y el polvo de cemento sin procesar. Estos reactores solares fueron un horno rotativo y un lecho fluidizado (algo parecido a una picadora de carne para piedras). SOLPART también puso en marcha un reactor a escala piloto con una potencia de entre 40 kW y 60 kW, capaz de tratar 20 kg/h de carbonato cálcico (CaCO3). La descomposición de CaCO3 calentándolo a altas temperaturas (calcinado) para dar lugar a cal (CaO) y CO2 es el primer paso de la fabricación del cemento. La calidad de la cal obtenida con el calcinado de CaCO3 solar a escala piloto estuvo al nivel de los estándares industriales. Además, por primera vez, los investigadores demostraron el calcinado correcto de fosfato de Marruecos a escala piloto en un reactor de lecho fluidizado, con tasas de conversión superiores al 99 %. El calor solar podría sustituir los combustibles fósiles en la fabricación de cemento y cal «SOLPART utiliza la energía solar como sustituto de la energía procedente de combustibles fósiles para procesar materiales industriales. El suministro de calor supone el 40 % de las emisiones de CO2 liberadas por el calcinado de CaCO3 y esto se puede evitar totalmente sustituyendo los combustibles fósiles por calor solar», explica Gilles Flamant, coordinador del proyecto. El concepto subyacente en la tecnología solar térmica es aparentemente sencillo. La luz del sol se capta y enfoca utilizando espejos sobre un receptor térmico. Los investigadores del proyecto omitieron el proceso de generación de electricidad en el cual se calienta un fluido. En su lugar, utilizaron el calor del sol para impulsar un reactor de horno rotativo y un lecho fluidizado directamente (o indirectamente, utilizando una pared absorbente). En la fabricación convencional de cemento se calienta una mezcla de piedra caliza (CaCO3) con otros ingredientes a temperaturas de hasta 1 500 °C utilizando cantidades ingentes de combustibles a base de carbono. «Estas temperaturas tan elevadas pueden ser difíciles de alcanzar por el momento utilizando energía solar térmica (energía solar concentrada). Pero el primer paso de la fabricación de cemento (la descomposición de CaCO3) requiere temperaturas más bajas, alrededor de 900 °C, y la mayor parte de las emisiones de CO2 se producen durante esta fase», explica Flamant. Por ahora, el sistema piloto de SOLPART es una validación experimental impresionante de un concepto futurista. Para utilizar la luz del sol para fabricar cemento se necesita un tipo de almacenamiento de energía para no depender de dicha luz. También requiere calentar mucha más piedra caliza, lo cual significa pasar de las pruebas llevadas a cabo en este proyecto con algunos kilogramos al día a varios miles. Palabras clave SOLPART, cemento, cal, calcinado, calor solar, CO2, lecho fluidizado, horno rotativo, piedra caliza
