El Dr. Santos Gracia Villar, presidente de la Fundación Universitaria Iberoamericana (FUNIBER), participa en un estudio que combina fuentes de energía renovable como la solar y la eólica con tecnologías avanzadas para reducir el consumo energético y el impacto ambiental en la industria papelera.
La industria papelera, conocida por su alto consumo energético, enfrenta un desafío significativo: reducir su huella ambiental mientras mantiene la eficiencia operativa. Una de las áreas más críticas es el manejo del licor negro, un subproducto del proceso de fabricación de papel que contiene químicos y biomasa. Este licor, que puede generar hasta 2 exajulios de energía anualmente, se concentra utilizando evaporadores multiefecto (MEE). Sin embargo, estos sistemas representan más del 30% del consumo energético total de la industria.
Entre las soluciones clásicas para mejorar la eficiencia energética de los MEE se incluyen esquemas como precalentadores, compresión de vapor térmica y mecánica, tanques de expansión y modelos híbridos que combinan tecnologías. Además, se ha planteado la incorporación de energías renovables, como solar y eólica, para reducir la dependencia de fuentes convencionales. Aunque la integración de estas energías es común en otras industrias, su aplicación en la fabricación de papel es aún incipiente. Con ese fin, el estudio propuso el uso de reflectores solares Fresnel lineales (LFR) y energía eólica para optimizar el consumo energético de los MEE.
El estudio, realizado en una planta papelera en India, combinó esquemas tradicionales de ahorro energético con fuentes de energía renovable. Utilizó modelos basados en la termodinámica para analizar la eficiencia energética, aplicando técnicas de optimización como algoritmos metaheurísticos, incluido el algoritmo de optimización de morsa (WaOA). Los objetivos principales fueron maximizar la economía de vapor, reutilizar el calor residual, integrar energías renovables y validar modelos híbridos.
La integración de energía solar y eólica, a través de reflectores Fresnel lineales (LFR) y turbinas eólicas, redujo la dependencia de fuentes convencionales en un 62% y en un 34% para los sistemas híbridos optimizados. Este enfoque híbrido garantizó un suministro energético constante, incluso ante fluctuaciones de luz solar o viento, mejorando la estabilidad y eficiencia del sistema. Además, los ESS optimizados y la reutilización de calor residual contribuyeron a un rendimiento energético superior, con mejoras adicionales al ajustar parámetros como la fracción dividida. Estos resultados no solo validan la viabilidad técnica del enfoque, sino que también destacan su potencial para transformar la industria papelera en un modelo de sostenibilidad.
Desde una perspectiva práctica, la combinación de energías renovables con MEE requiere una planificación cuidadosa, pero ofrece beneficios económicos, operativos y ambientales, como menores costos a largo plazo y reducción de emisiones de gases de efecto invernadero. El estudio recomienda ampliar el uso de energías renovables en sectores industriales, explorar fuentes adicionales como la biomasa o la energía geotérmica, y realizar estudios de escalabilidad y análisis económicos para evaluar la viabilidad de estas soluciones. Este enfoque promueve procesos industriales más sostenibles, eficientes y rentables.
El impacto de este avance va más allá de la reducción de costos operativos. Al disminuir significativamente el consumo de combustibles fósiles, el sistema híbrido contribuye a la mitigación del cambio climático y promueve la adopción de energías limpias en sectores industriales tradicionalmente dependientes de recursos no renovables. Además, al reutilizar el calor residual y maximizar la eficiencia energética, se establece un precedente para otras industrias que buscan equilibrar productividad y sostenibilidad.
En conclusión, el estudio no solo ofrece una solución práctica para los desafíos energéticos de la industria papelera, sino que también sirve como un modelo para la integración de tecnologías renovables en procesos industriales. Con avances como este, el camino hacia un futuro más sostenible parece cada vez más alcanzable.
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