Maximizando la Eficiencia del Calor Industrial: El Ciclo Rankine Orgánico

A medida que los precios de energía eléctrica y del gas aumentan existe una creciente necesidad por maximizar la eficiencia de los sistemas de generación así como también de encontrar soluciones que disminuyan los costos operativos asociados. Es de esta manera que la recuperación del calor residual en todo tipo de industrias está cobrando un mayor impulso. En esta ocasión analizaremos una tecnología que hace posible la maximización de los recursos térmicos generados a través de distintas fuentes de energía junto con sus posibilidades y potencial para la generación de energía limpia.

En cualquier industria el calor residual proviene de los productos o subproductos derivados de un proceso específico, dicho calor residual puede aprovecharse mediante dos opciones, una es utilizando el calor propiamente para fines que requieren menos demanda térmica y la segunda es para generar energía eléctrica.

No obstante, existe un problema al considerar el calor residual para la generación eléctrica y es que la baja temperatura a la que opera no es suficiente como para generar suficiente presión de vapor capaz de operar una turbina de manera eficiente.  

Cabe destacar que en un ciclo termodinámico tradicional el calor generado en el proceso conlleva múltiples pérdidas asociadas a convección, conducción y radiación, por ende puede disminuir su temperatura considerablemente desde el punto de inicio del ciclo hasta el final. Dichas pérdidas calóricas pueden considerarse como de alta temperatura cuando la temperatura de operación es de 400ºC o más, de media temperatura en el rango comprendido entre 100-400ºC y de baja temperatura cuando es menor a 100ºC. Generalmente, el calor residual proviene de un proceso de combustión directa ubicándose en el rango de media y baja temperatura.  

Es en este sentido el ciclo orgánico Rankine tiene un potencial considerable, ya que es capaz de aprovechar el calor residual a bajas temperaturas para la generación de electricidad, algo que el ciclo Rankine tradicional no puede realizar. Esto no solo permite conseguir una mayor eficiencia en el proceso, sino que también evita la necesidad de realizar un tratamiento de aguas. Pero sobre todo, permite maximizar la generación de energía eléctrica de una manera amigable con el ambiente ya que las emisiones de carbono resultantes son mínimas considerando que el combustible utilizado es orgánico. Pero antes de entrar en más en detalle, debemos preguntarnos en qué consiste el ciclo Rankine orgánico (ORC por sus siglas en inglés).