La producción de cerámica técnica en la industria va ligada a un consumo de energía muy elevado. Ante el avance del cambio climático y los crecientes problemas de abastecimiento de recursos, también es muy necesario recurrir a energías alternativas o seguir fomentando el potencial de ahorro de forma más específica.
El objetivo consiste en elaborar estrategias rentables que incrementen la eficiencia energética a la vez que reducen las emisiones de carbono y gases de efecto invernadero, mejorando así significativamente tanto la huella ecológica como la eficiencia económica de la producción cerámica en términos generales. En la actualidad ya existen planteamientos como el uso de hidrógeno como combustible o los hornos eléctricos, pero, hasta la fecha, desde el punto de vista económico y también por razones de calidad, estas propuestas han sido inferiores a los sistemas de cocción convencionales. Un método prometedor para optimizar la producción de cerámica, tanto desde el punto de vista medioambiental como económico, es el uso de un horno de gas apoyado por resistencias eléctricas. Ello permite aprovechar al máximo las ventajas de ambas tecnologías minimizando los inconvenientes. Una gran desventaja de los hornos de gas es que los gases de escape calientes apenas se aprovechan durante la fase de sinterización (900-1.700 °C), liberándose al medio ambiente por la chimenea. Si el proceso de calentamiento durante la fase de sinterización se llevara a cabo con resistencias eléctricas, las pérdidas de gases de escape serían prácticamente nulas. Durante la fase de sinterización la transferencia de calor tiene lugar sobre todo por radiación térmica, mientras que la convección —como la generada por un quemador de gas—, tiene una incidencia cada vez menor, ya que la radiación térmica solo entra en juego a altas temperaturas —a partir de unos 1000 °C—, como ilustra la definición de intercambio de calor entre dos cuerpos.
Dado que el flujo de calor por radiación es proporcional a ((T14 – T24),), pero el flujo de calor por convección es proporcional a (T1 – T2), parte transferencia de calor por radiación aumenta con la temperatura a la que se produce la transferencia de calor. Por consiguiente, resulta conveniente utilizar quemadores de gas natural a bajas temperaturas, es decir, durante la fase de calentamiento, para garantizar la convección y la concentración de oxígeno necesarias en la atmósfera del horno.
El funcionamiento híbrido (gas natural-electricidad) permite llevar a cabo un proceso mejorado tanto por razones medioambientales como de rentabilidad. En comparación con las cocciones convencionales con quemadores de gas natural, las emisiones de CO2 y óxidos de nitrógeno (NOX) se reducen de forma considerable. Es más, se obtiene un importante ahorro de energía y las emisiones de óxidos de nitrógeno (NOX) se ven más disminuidas que si se utilizan quemadores de hidrógeno. El apartado siguiente muestra el consumo de energía y las emisiones de CO2, traducidas en equivalentes de CO2, en un ciclo de cocción típico de productos de cerámica técnica.
11,2 MWh
Gas natural
2,247 t-CO2
Gas natural
13.730 €
Gas natural
1019 €
Gas natural
LA TECNOLOGÍA DE LOS HORNOS DEL FUTURO, HOY