¿Qué es el calor residual y cómo se puede aprovechar?
El calor residual es el excedente de calor que se produce durante el funcionamiento de una máquina, un aparato o como consecuencia de procesos que utilizan la energía. El aprovechamiento de esta energía térmica como medida de eficiencia energética es posible, incluso, desde casa. Una forma de ahorrar energía y contribuir con la sostenibilidad del planeta.
Cuando hablamos de calor residual nos estamos refiriendo, por regla general, a aquel que se produce en algunas máquinas cuando están realizando algunas de sus funciones y que contienen distintos productos implicados en el proceso que catalizan energía. Sin embargo, en ocasiones su temperatura alcanza unos niveles tan elevados que es complicado de almacenar. Además, los materiales termoeléctricos resultaban hasta hace pocos años muy costosos de desarrollar, y su eficiencia a la hora de convertir energía estaba en entredicho. Por ello, habitualmente este calor residual se liberaba al medioambiente y no se aprovechaba para nada.
En la última década esto ha cambiado, y han comenzado a desarrollarse sistemas que aprovechan este calor como energía residual para mejorar la eficiencia energética de los equipos y contribuir a frenar los efectos del cambio climático y el despilfarro energético.
Las mayores necesidades energéticas de la población han llevado a que se ponga en valor la energía residual. También el encarecimiento de los combustibles fósiles han contribuido a ello. Hay que tener en cuenta que esta energía, hasta hace relativamente poco, no se aprovechaba y se perdía.
Energía térmica, energía limpia
La energía residual es uno de los recursos energéticos con mayor disponibilidad en el planeta. A pesar de las innovaciones recientes, aún es posible incorporar más iniciativas para su utilización y aprovechamiento. De hecho, si se usara más, es muy probable que se redujera de manera relevante el volumen de emisión de gases de efecto invernadero a la atmósfera. Esto haría que se produjese electricidad a un precio menor de generación que la que se obtiene a través de los combustibles fósiles.
Desde la década de los 80, se ha trabajado en todo el mundo en el desarrollo de sistemas para capturar y utilizar el calor residual. Este se produce en la refrigeración de muchos procesos industriales. El objetivo es evitar que se pierda en torno al 50% del calor generado, en promedio, en las distintas industrias, y que se podría convertir en electricidad, reduciendo la dependencia actual del petróleo o del gas natural.
¿Cómo aprovechar el calor residual en casa?
Cualquiera de nosotros puede desde su casa aportar también su granito de arena disminuyendo el consumo, evitando el despilfarro de energía térmica y siendo responsable con el planeta. Existen varios electrodomésticos cuyo calor residual se puede aprovechar apagándoles antes y aprovechando esa energía térmica:
- El horno. Si lo apagamos unos cinco minutos antes del tiempo requerido para cocinar la receta elegida, estaremos ahorrando y aprovechando esa energía. Además, si dejamos la puerta abierta, incluso, podemos caldear la cocina.
- La vitrocerámica.
Además, las calderas de condensación aprovechan también el calor residual permitiendo el uso de los gases de escape de la misma para potenciar el rendimiento del equipo.
¿Cómo aprovechan las fábricas el calor residual?
Existen cada vez un mayor número de proyectos que están teniendo éxito a la hora de aprovechar el calor residual de diferentes procesos, tanto naturales como artificiales. Quizá uno de los más conocidos en los últimos años fue el que vino de la mano de científicos de la Universidad de Oregon (Estados Unidos), que desarrollaron una aplicación tecnológica que permite aprovechar el calor residual de las centrales térmicas, de las fábricas y también de los vehículos, para generar electricidad, mejorando la eficiencia y el ahorro energético. Mediante este sistema, se captura el calor residual de grado bajo que es, por ejemplo, aquel que sale de los tubos de escape de los coches o de muchos generadores diésel.
El prototipo original está formado por un sistema de refrigeración que se activa térmicamente, combinándolo con un ciclo de compresión de vapor. De este modo, alrededor del 80% de cada kilovatio de calor residual se convierte en un kilovatio de capacidad de refrigeración. Estos científicos han indicado que esta tecnología se puede utilizar ya en los vehículos híbridos, tomando el calor residual del motor de gasolina que se podría recargar la batería que alimenta el vehículo. Otro ejemplo de optimización del calor residual es el incorporado en los Fórmula 1 a través de lo que se conoce como KERS (Kinect Energy Recovering System, por sus siglas en inglés), un sistema con el que se recupera la energía liberada a través de los gases de la combustión y por el calor generado en los frenos de los coches. Dicha energía se transforma en energía eléctrica y el piloto puede hacer uso de ella cuando lo necesite, disponiendo de una propulsión extra al tiempo que reduce el consumo y las emisiones.
A nivel europeo por ejemplo, ReUseHeat ha lanzado un proyecto para utilizar el calor residual del metro de Londres para calentar más de 1350 hogares, dos centros de ocio y una escuela. La tecnología que utiliza es un potente ventilador subterráneo que extrae el aire caliente de los túneles y calienta el agua que más tarde se bombea a los edificios a través de una nueva red de tuberías subterráneas.
Más ejemplos de cómo generar energía térmica con calor residual
Otro ejemplo son los proyectos ‘district heating’ o calefacción urbana, un sistema de agua caliente o calefacción que se produce en una central y se distribuye por la red de tuberías urbanas a los diferentes distritos de una ciudad de la misma manera que se hace con suministros como el agua o el gas. En Europa son muchas las ciudades que ya han implantado esta tecnología. Marstal, en Dinamarca, dispone de la mayor instalación para la calefacción urbana con una superficie de colectores que supera los 18.300 metros cuadrados. En este país también destaca la ciudad de Odense con 1.500 km de conducciones. En Alemania, Berlín supera los 500 km de conducciones, mientras que París posee la red más extensa del Antiguo Continente, con una longitud de tuberías de 33 km, para el suministro de calefacción a más de un millón de habitantes mediante vapor a una temperatura de 280°C.
En la ciudad austriaca de Arbesthal una planta con una red de 4.5 km de longitud da servicio de calefacción a 108 viviendas situadas en el centro de esta localidad. En España, aunque las primeras instalaciones de este tipo de sistema de eficiencia energética se realizaron en 1932 en Ciudad Universitaria, en concreto en la Universidad Complutense de Madrid, existen otros ejemplos recientes como las instalaciones realizadas en el Fórum District Heating y barrio 22@ de Barcelona en el año 2004 o la inauguración en 2017 del ‘District Heating’ más grande de España en Móstoles.
