México.- El doctor Hernando Romero-Paredes Rubio y la maestra Adriana Santamaría Padilla, investigador del Departamento de Ingeniería de Procesos e Hidráulica y alumna del Posgrado en Energía y Medio Ambiente de la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM), respectivamente, desarrollan un sistema de micro-cogeneración eléctrica acoplado a una caldera convencional que contribuiría a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) derivadas de la industria energética y que alcanzaría eficiencias de hasta 80 por ciento.
La configuración de este proceso no se ha llevado a cabo en parte alguna del mundo, además de que resulta prometedor en sus objetivos de eficacia en el uso de combustibles fósiles y, por ende, respecto de abatir las emanaciones causantes del calentamiento de la Tierra provenientes de la quema de hidrocarburos y carbón, lo que aqueja sobre todo a quienes habitan en las cercanías de las fábricas.
La afectación es aun mayor, si se considera que los combustibles no son aprovechados al máximo, pues en general 35 por ciento del fluido de una planta se libera al medioambiente –desperdiciándose– “y una buena parte de este desecho corresponde a toneladas de dióxido de carbono (CO2)”, entre otros detonadores del fenómeno de aumento de la temperatura media planetaria.
Mientras esos residuos nadie los ocupa, los sectores productivos necesitan calor para operar, por lo que aquéllos debieran emplearse; desde hace muchos años existen esquemas de cogeneración de electricidad a través de una caldera de recuperación, con fines de autoconsumo, los cuales registran eficiencias de 80 por ciento, apuntó el docente de la Unidad Iztapalapa.
Mediante estos modelos llega al aire la misma cantidad de CO2, pero respecto de los kilowatts por hora (kWh) totales –térmicos y eléctricos– por tonelada de carbón emitido, esto baja a la mitad, es decir, “nosotros estamos disminuyendo el índice de contaminación en casi 50 por ciento”, lo que significa una contribución en dos vertientes: por un lado, el empresario puede crear electricidad y calor propios a un costo de operación bajo y, por otro, aminoran los GEI, en especial el CO2.
Eso es la cogeneración, pero en el caso de “las micro y pequeñas compañías hay un problema muy grande”, porque en éstas confluyen aspectos diversos, por ejemplo, desconocen la tecnología; carecen de los recursos económicos para invertir en estos ámbitos, y todavía son poco rentables, ya que su periodo de recuperación ronda en los cinco años.
La propuesta de la UAM posibilita a esas firmas descartar la compra de herramientas técnicas de generación energética, porque se aprovecha aquella de los equipos con que cuentan, añadió el doctor Romero-Paredes Rubio.
Este tema “ha sido uno de mis grandes intereses” desde que egresó de la Licenciatura en Ingeniería en Energía de la Casa abierta al tiempo y al cursar sus estudios de maestría comenzó a trabajarlo, encontrando resultados bastante prometedores, en particular en cuanto a desempeño, señaló Santamaría Padilla.
El principio radica en el empleo de los fluidos calientes de una microturbina de gas (MTG) los cuales se producen con un exceso de aire que puede utilizarse para ser recombustionado. “Hacemos simulaciones sobre el porcentaje de oxígeno que propician esos gases, la cantidad de calor que puede obtenerse de ellos y cómo hacer la configuración de aprovechamiento”.
La parte innovadora de esta iniciativa consiste en manejar esos gases de escape como aire de combustión en una caldera de tipo pirotubular para originar vapor de agua; ya se han realizado estudios teórico-prácticos para evaluar los efectos sobre la operación de una MTG de 30 kW y de una caldera preexistente, con lo que pueden conseguirse rendimientos superiores a 80 por ciento.
Al no contar con una firma en particular, el análisis se hizo en general para una gama de calderas y para dos marcas de turbinas, sacándose de ahí curvas de evaluación para cada configuración por equipo y caldera, puntualizó.
“Estamos hablando de tres turbinas y 20 calderas revisadas sobre la configuración de lo más conveniente en cuanto a capacidad”, sin embargo, estas indagaciones deberán replantearse “una vez que tengamos una compañía que nos diga cuáles son sus requerimientos para examinar todas esas variables” y saber cuál sería la turbina adecuada para una caldera y cuánto calor se va a conseguir.
Hasta ahora “lo que hemos encontrado es bastante favorable, contando con reducciones, tanto en combustible como en emisiones, una vez que se hace el acoplamiento”.
El investigador y la estudiante de posgrado de la UAM están en la búsqueda de una corporación que acepte aplicar esta tecnología para demostrar “lo que ya hemos llevado a cabo a nivel teórico y, una vez que podamos exponer las ventajas del sistema, replicarlo en micro, pequeñas y medianas empresas”.
Ambos estiman muy factible hacer esto también en establecimientos chicos o medianos, entre ellos hoteles de al menos 20 habitaciones, restaurantes, hospitales y en los rubros químico, farmacéutico, alimentario y en todos aquellos con necesidad de suministro eléctrico y térmico.
Hasta ahora no “hemos encontrado quién decida invertir en un proyecto como éste, porque va de por medio un riesgo, ya que no se ha hecho en parte alguna del mundo y esa aventura nadie la quiere correr”, aseveró Romero-Paredes Rubio.
Para una firma pequeña los costos ascenderían a unos 3.8 millones de pesos, por lo que tendría que contar con un financiamiento externo para poder ser receptora de la tecnología y que el reto sea sólo garantizar el mantenimiento del equipo. “Estamos seguros de que esto será un éxito, porque contamos con los elementos y la experiencia en otro tipo de instalaciones, además de que sabemos que va a marchar y lo que queremos es que alguien acceda a ponerlo en funcionamiento”.
El proyecto –inscrito y apoyado por la Red de Soluciones para el Desarrollo Sostenible (SDSN) México– incide en los objetivos de energía asequible y no contaminante; industria, innovación e infraestructura; ciudades y comunidades sostenibles, y acción por el clima de la Agenda 2030 de Desarrollo Sostenible de la Organización de las Naciones Unidas.