Proyecto BEROA+. Las bombas de calor para la descarbonización de la industria, son máquinas térmicas que permiten electrificar el aporte de calor, constituyen la alternativa más eficiente y sostenible al uso tradicional de combustibles fósiles en los procesos industriales. Si bien se trata de una tecnología madura en usos de baja temperatura, todavía es necesario avanzar en su desarrollo tecnológico para que, en un futuro cercano, pueda dar respuesta a aplicaciones en el rango de 100-200 °C.
El potencial de despliegue de la bomba de calor de uso industrial es amplio: en Europa, el 66 % de la energía consumida en la industria se destina al calentamiento de procesos de la que, además, el 37 % corresponde a temperaturas de trabajo por debajo de 200 °C. Entre los sectores en los que predominan procesos con este nivel térmico están la Alimentación, la Pasta y papel y el sector Químico.
Al mismo tiempo, esta tecnología permite la recuperación de calores residuales de procesos que, de otra forma, se desaprovecharían: en la actualidad, el 17 % del consumo energético de la industria en Europa acaba dilapidándose como calor residual. La revalorización de esa energía residual mediante bombas de calor – es decir, el incremento de su temperatura – posibilita su reutilización bien en el mismo como en otros procesos, mejorando así la eficiencia energética de la planta y contribuyendo a disminuir los costes de producción. Sin embargo, la tecnología actualmente disponible limita la temperatura máxima de trabajo que se puede alcanzar.
Proyecto BEROA+: una iniciativa en colaboración
El proyecto BEROA+ es un proyecto de investigación industrial en colaboración que aspira a desarrollar una solución integral de bomba de calor de alta temperatura para la recuperación y revalorización del calor residual de procesos.
Sus objetivos son ambiciosos, entre ellos: profundizar en el diseño y optimización de tecnologías de bomba de calor por compresión de alta y muy alta temperatura (HTHP, VHTHP), así como de transformadores de calor por absorción (AHT); analizar su funcionamiento en conjunto con sistemas de generación de vapor que faciliten la integración de estas tecnologías en los procesos productivos; investigar en tecnologías de almacenamiento térmico (PCM y TCM) que permitan el aprovechamiento de la energía recuperada en procesos discontinuos; y definir sistemas de control inteligente, basados en Inteligencia Artificial (IA), que permitan optimizar la eficiencia y robustez del conjunto.
Para ello, el proyecto BEROA+ aborda importantes retos tecnológicos relacionados con el uso de refrigerantes de bajo Poder de Calentamiento Atmosférico (PCA), más respetuosos con el medio ambiente; la compatibilidad de la lubricación con el refrigerante y las temperaturas de trabajo; los fenómenos de corrosión o cristalización producidos en los AHT ante cambios no controlados de operación; el desarrollo de algoritmia de control basada en técnicas machine learning e IA, etc. Se trata de barreras que debemos superar para poder explotar plenamente el potencial de esta tecnología.
En última instancia, las innovaciones tecnológicas abordadas en el proyecto se demostrarán y validarán en un entorno de laboratorio, emulando procesos y demandas industriales reales.
El proyecto BEROA+ está coordinado por la ingeniería TAMOIN
El proyecto está coordinado por la ingeniería TAMOIN, que además de ser responsable de la investigación en transformadores de calor por absorción (AHT), realizará el análisis tecno-económico y de modelos de negocio para las tecnologías desarrolladas. El consorcio cuenta también con cuatro fabricantes de tecnología: FRIGOLAN, empresa referente en el sector de la refrigeración industrial, aborda la investigación en tecnología de bomba de calor de alta temperatura (HTHP); SEDICAL, especialista en tecnología para la optimización del rendimiento energético, investiga en bombas de calor de muy alta temperatura (VHTHP); ARROSPE, calderería dedicada a la fabricación y montaje de aparatos y conducciones de fluidos, se encargará de la fabricación de la tecnología AHT; por su parte, ARATT, empresa centrada en el diseño y fabricación de intercambiadores de calor y refrigerantes, desarrolla un sistema de generación de vapor incorporable a la bomba de calor industrial. Con relación a la digitalización de las soluciones desarrolladas, en el proyecto participan la empresa MIESA, especialista en el ámbito de la ingeniería y la automatización industrial, que contribuye al sistema de control de los equipos y el sistema en base a técnicas de autoaprendizaje IA, y GENELEK, empresa dedicada al desarrollo e implantación de sistemas de control y monitorización de procesos industriales, aportando el control de AHT.
Por último, el proyecto BEROA+ involucra a tres usuarios finales de referencia en los sectores de fabricación de papel y alimentación, cuya participación es clave para caracterizar los requerimientos de la futura implementación de estas tecnologías: PAPRESA, productora de papel de periódico y embalaje; NATRA, empresa fabricante de productos derivados del cacao y chocolate; y UNILEVER, empresa reconocida en el sector de gran consumo.
El proyecto BEROA+ cuenta también con el apoyo de dos agentes científico-tecnológicos: Tecnalia, que da soporte a los desarrollos técnicos del proyecto y los validará en su Laboratorio de Equipos y Sistemas Térmicos; y Basque Center for Applied Mathematics (BCAM), como apoyo para el análisis y modelización de los sistemas de almacenamiento PCM. El Cluster de Energía da soporte al consorcio realizando las labores de comunicación y difusión del proyecto. Bantec, por su parte, ha prestado un apoyo fundamental en la formación de la alianza, así como en la gestión y coordinación de la propuesta.
El proyecto cuenta con un presupuesto global de 4 M€ y se espera finalice en 2025. El conocimiento generado a través de esta importante inversión permitirá, sin duda, desarrollar palancas competitivas diferenciales a las empresas que han aunado fuerzas en él, de forma que, en el futuro, estas puedan ofertar productos y servicios altamente innovadores y con un elevado mercado potencial.
