Una parte significativa de la energía consumida por la industria se pierde anualmente en forma de calor, estimándose que entre un 25 % y un 55 % se disipa a temperaturas cercanas a los 200 °C. Recuperar este potencial energético es clave para avanzar hacia procesos industriales más eficientes y sostenibles. Con el objetivo de abordar este desafío, el Centro de Investigación en Tecnoloxías Navais e Industriais (CITENI) de la Universidade da Coruña, a través del Grupo de Investigación de Sistemas Térmicos (SISTER), analizó estrategias para optimizar el rendimiento de las tecnologías de conversión de calor residual en electricidad.
El estudio, publicado en la revista científica Energy y firmado por la doctoranda Ana Ortega Sarceda y el profesor Alberto Arce, se centra en los ciclos Rankine orgánicos (ORC). Esta tecnología utiliza un fluido orgánico, que se vaporiza a temperaturas más bajas que el agua, para mover una turbina conectada a un generador eléctrico. La investigación explora dos mejoras clave: elevar la temperatura del vapor antes de la turbina (sobrecalentamiento) y recalentarlo antes de que el ciclo finalice (recalentamiento), permitiendo así extraer más energía útil de la misma cantidad de calor residual.
Para ajustar las múltiples variables que influyen en el rendimiento de estos sistemas (temperatura, presión, fluido), el equipo empleó un modelo matemático y un algoritmo de optimización denominado "Particle Swarm Optimization" (PSO), inspirado en el comportamiento de un enjambre. Esta metodología permitió optimizar simultáneamente entre cinco y ocho variables de funcionamiento y comparar diez fluidos de trabajo para identificar las configuraciones más eficientes.
Los resultados demuestran que la combinación de las estrategias de sobrecalentamiento y recalentamiento puede alcanzar una eficiencia térmica del 19,8 %, superando las configuraciones que solo aplican una de las mejoras. Además, los sistemas que incluyen el sobrecalentamiento presentan períodos de recuperación de la inversión inferiores a 7,5 años, frente a los 16 años de otros sistemas, aportando así herramientas para diseñar instalaciones más eficientes y económicamente viables.
Esta investigación, desarrollada desde el Campus Industrial de Ferrol, contribuye al modelo de investigación aplicada del CITENI, enfocado en encontrar soluciones tecnológicas para retos industriales como la eficiencia energética y la descarbonización.
