El proyecto Susheat ha publicado dos nuevas infografías para explicar de forma visual y resumida varias soluciones en desarrollo: la funcionalidad de la recuperación de calor residual en circuito cerrado para calor industrial y el diseño de tanques de almacenamiento de energía térmica (TES) para una mayor eficiencia energética. Las infografías reflejan el objetivo principal del proyecto, que es lograr que el calor renovable de alta temperatura sea técnicamente viable, económicamente atractivo y operativamente fiable para sectores que hoy en día todavía dependen en gran medida de los combustibles fósiles.
Estas infografías traducen conceptos de ingeniería complejos a esquemas más claros para investigadores, partes interesadas de la industria y público general. Esto ayuda a comprender cómo las tecnologías de Susheat capturan, mejoran, almacenan y suministran calor renovable y recuperado para uso industrial.
El proyecto Susheat se centra en posibilitar flujos de calor renovables y circulares que reemplacen las calderas de combustibles fósiles y reduzcan la dependencia de la energía importada, manteniendo al mismo tiempo la fiabilidad y los niveles de temperatura que requiere la industria. Reúne a 14 socios de 10 países para desarrollar y validar una nueva clase de sistemas de calor renovable de alta temperatura.
Tanques de almacenamiento de energía térmica
Una de las nuevas infografías se centra en el diseño de tanques de almacenamiento de energía térmica, específicamente en el uso de materiales de cambio de fase (PCM). Los PCM almacenan energía en forma de calor latente, lo que significa que absorben o liberan grandes cantidades de energía durante las transiciones de fase (por ejemplo, de sólido a líquido) a una temperatura casi constante. El proceso de almacenamiento tiene dos fases principales: carga (almacenamiento de calor) y descarga (liberación de calor).
Cuando se necesita calor, el material de cambio de fase (PCM) líquido se enfría. Al alcanzar su temperatura de solidificación, libera el calor latente almacenado mientras vuelve a solidificarse, nuevamente a una temperatura casi constante. Esto hace que los PCM sean adecuados para aplicaciones que requieren un suministro de calor estable.
El principal desafío técnico de los PCM reside en su baja conductividad térmica. El calor se transmite lentamente a través del material, lo que limita la velocidad de carga y descarga del sistema de almacenamiento. Susheat aborda este problema con un diseño de tanque de almacenamiento de energía térmica (TES) bioinspirado, desarrollado por investigadores de la Universidad de Lleida.
El diseño se inspira en las redes vasculares ramificadas presentes en la naturaleza, como los vasos sanguíneos del cuerpo humano o la estructura del floema en las hojas de las plantas. Estos patrones ramificados distribuyen fluidos y energía de manera eficiente en grandes superficies. En el tanque Susheat TES, una estructura interna similar optimiza la transferencia de calor entre el intercambiador de calor y el material de cambio de fase (PCM), aumentando la superficie efectiva y acortando las trayectorias de transferencia de calor.
El resultado es una carga y descarga más rápida y uniforme del tanque de almacenamiento, lo que mejora su utilidad en condiciones industriales reales donde la demanda de calor puede variar rápidamente.
Recuperación de calor residual
La segunda infografía explica el concepto de recuperación de calor en circuito cerrado que constituye la base de Susheat. Se están desarrollando y validando tres tecnologías clave novedosas hasta el Nivel de Preparación Técnica (TRL) 5: una mejora eficiente de la temperatura (150-250 °C) mediante una bomba de calor de alta temperatura basada en Stirling que funciona con fluidos de bajo potencial de impacto global para lograr la mejora de temperatura deseada; un sistema de almacenamiento de energía térmica (TES) de nuevo diseño, bioinspirado y de alta eficiencia, que utiliza un material de cambio de fase (PCM) adaptable a las necesidades de calor a temperaturas objetivo; y un sistema de gemelo digital inteligente de control e integración basado en inteligencia artificial (IA) y alimentado por datos de demostración industrial.
En los sistemas convencionales, el calor residual suele liberarse al medio ambiente. En el enfoque de Susheat, este calor se convierte en un valioso insumo. El sistema funciona a través de varias etapas coordinadas: recopilación, almacenamiento a baja temperatura, actualización de calefacción, almacenamiento a altas temperaturas, entrega al proceso y control basado en IA.
Este sistema de dos baterías, una para calor a baja temperatura y otra para calor a alta temperatura, permite a Susheat gestionar el desajuste entre las fuentes de energía intermitentes y la demanda industrial continua. Además, permite que el sistema funcione de forma flexible en diversas condiciones, lo que lo hace adecuado para diferentes sectores industriales.
La infografía muestra cómo este sistema de circuito cerrado reduce las emisiones de CO₂ al sustituir el calor procedente de combustibles fósiles por energía renovable y recuperada mejorada, al tiempo que cumple con los estrictos requisitos de temperatura y fiabilidad de la industria.