Soluciones de eficiencia en el uso de los recursos para impulsar la industria europea
Los procesos industriales en sectores como la cerámica, la química y la siderurgia se caracterizan por un gran consumo de energía térmica, una elevada demanda de agua y un importante flujo de residuos. Ello los convierte en objetivos clave para la innovación tecnológica en la transición hacia una economía circular. «La fabricación de baldosas cerámicas, por ejemplo, depende en gran medida de secadores por pulverización y hornos alimentados con gas natural, que representan una gran parte del consumo de energía térmica», explica el coordinador del proyecto iWAYS(se abrirá en una nueva ventana), Luca Montorsi, de la Universidad de Módena y Reggio Emilia(se abrirá en una nueva ventana) en Italia. «Del mismo modo, las plantas industriales suelen verter aguas residuales que contienen recursos valiosos o que requieren un tratamiento costoso antes de su eliminación. Estas prácticas representan una oportunidad perdida para la recuperación de recursos y la circularidad».
Gestión circular de los recursos industriales
El proyecto iWAYS pretendía abordar esta cuestión desarrollando y demostrando tecnologías integradas para la gestión circular de los recursos industriales. En el centro del proyecto había tres pilares tecnológicos, el primero de los cuales era la recuperación de calor. Se utilizó un economizador de condensación por tubo de calor (HPCE, por sus siglas en inglés) para reutilizar el calor dentro del proceso industrial, reduciendo así el consumo de combustible. El equipo del proyecto también desarrolló sistemas modulares y adaptables de tratamiento de aguas residuales. Estos sistemas incorporaban combinaciones de unidades de tratamiento como la ultrafiltración, la nanofiltración, la flotación por aire disuelto, la destilación por membrana y la nanofiltración fotocatalítica. La tercera gran innovación se refiere a los sistemas digitales de control de datos y apoyo a la toma de decisiones. A continuación, estas tecnologías integradas se validaron mediante tres casos de demostración industrial a gran escala representativos de distintos sectores industriales: una planta de fabricación de baldosas cerámicas; una planta de procesamiento químico; y una instalación de fabricación de acero.
Eficacia de los procesos
El proyecto iWAYS demostró que la recuperación integrada de calor, la reutilización del agua y los sistemas de control digital pueden utilizarse para mejorar la eficiencia de los recursos industriales. Uno de los logros más significativos fue el despliegue con éxito del HPCE en condiciones industriales reales. En la instalación de cerámica, por ejemplo, el sistema recuperó cantidades sustanciales de energía térmica de los gases de escape del secador de pulverización. «Como inventor del HPCE y director técnico de iWAYS, estoy orgulloso de la audacia con que hemos superado los límites», afirma el profesor Hussam Jouhara, de la Universidad Brunel de Londres(se abrirá en una nueva ventana). «El proyecto iWAYS demuestra que cuando las ideas innovadoras se unen a una ambición industrial real, podemos convertir la sostenibilidad de aspiración en logro». En la demostración de la industria química, el sistema de tratamiento de aguas permitió reducir el consumo de agua dulce hasta 60 000 toneladas al año, superando con creces los objetivos iniciales del proyecto. El proyecto también integró con éxito sensores, sistemas de control industrial y análisis basados en la nube para proporcionar una supervisión de alta resolución de los procesos industriales.
Hacia la aplicación industrial
Montorsi y su equipo creen que los resultados de iWAYS proporcionan una base sólida para futuros desarrollos tecnológicos. Sin embargo, aún quedan varios pasos importantes para que las innovaciones del proyecto se traduzcan en una adopción industrial generalizada. «Uno de los siguientes principales pasos es ampliar y reproducir las tecnologías demostradas en otros sectores industriales», añade. «Los principios subyacentes de recuperación de calor, reutilización del agua y supervisión digital son aplicables a muchas otras industrias». Muchas de las tecnologías desarrolladas en el marco del proyecto también requerían una mayor optimización. Ello incluye perfeccionar los diseños de los intercambiadores de calor, mejorar la durabilidad de las membranas en los sistemas de tratamiento de aguas y potenciar la automatización en las plataformas de control. Otro paso fundamental será encontrar formas de superar las barreras prácticas a la adopción, como los elevados costes de inversión inicial. «En general, la siguiente fase de trabajo se centrará en transformar estos avances tecnológicos en soluciones industriales escalables», señala Montorsi. «Los resultados que hemos logrado juntos aquí demuestran el poder de la colaboración y marcan un paso significativo hacia un futuro más sostenible y eficiente en el uso de los recursos».
