Investigadores destacan el potencial de las bombas de calor a altas temperaturas ante los retos de la descarbonización

La descarbonización del sector industrial implica unos retos cuyas soluciones, en ocasiones, acarrean nuevos retos como ocurre en el caso de las bombas de calor, que se postulan como vía ante la descarbonización, según investigadores, aunque añaden que sus refrigerantes plantean problemas ambientales, de seguridad y de funcionamiento.

Así, un grupo internacional --con participación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) a través del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC)-- reflexiona sobre el potencial y las oportunidades de las bombas de calor de alta temperatura basadas en estado sólido y en ciclos de gas.

"La compresión de vapor es un método muy eficiente pero sus refrigerantes plantean problemas ambientales y de seguridad. Además, estas técnicas impiden el funcionamiento de las bombas de calor a temperaturas superiores a 300 grados centígrados", explica Miguel Muñoz Rojo, investigador del CSIC en el ICMM y uno de los autores del trabajo, en el que se analizan los hallazgos más claves en la materia para demostrar el potencial de estas tecnologías.

Como asegura, "el desarrollo de tecnologías que puedan recuperar y bombear calor a altas temperaturas es esencial para aprovechar el calor residual de la industria y mejorar la eficiencia de sus procesos".

Este trabajo --publicado en la revista 'Nature Energy'-- explica que, como las bombas de calor actuales no pueden funcionar por encima de los 600 grados kelvin (equivalente a algo menos de 326 grados centígrados), "muchos procesos industriales que operan por encima de esta temperatura utilizan combustibles fósiles o calefacción eléctrica resistiva, lo que genera una cantidad sustancial de calor residual no aprovechado", indica el investigador.

"Esto hace que sea esencial desarrollar tecnologías que recuperen y bombeen calor eficientemente a temperaturas tan elevadas", continúa el científico, que trabaja en moduladores térmicos que mejoren el funcionamiento de baterías gracias a una beca ERC Consolidator dotada con dos millones de euros.

En el trabajo, los investigadores destacan las oportunidades y los desafíos de las tecnologías emergentes y respetuosas con el medio ambiente de bombas de calor de alta temperatura basadas en sólidos o gases. "Estas tecnologías tienen el potencial de suministrar calor a temperaturas de hasta 1600 grados kelvin (casi 1327 grados centígrados), por lo que ofrecemos una perspectiva sobre posibles soluciones, aplicaciones, escalabilidad y una hoja de ruta para el progreso tecnológico futuro", indica el investigador.

"La oportunidad más grande es que si somos capaces de bombear ese calor a altas temperaturas podemos mejorar las eficiencias de los procesos industriales, contribuyendo verdaderamente a la descarbonización", continúa el científico, que vaticina que "estos avances en bombas de calor reducirán el consumo de combustibles fósiles y facilitarán la conversión directa de electricidad en calor, aprovechando al mismo tiempo fuentes de calor residual actualmente sin explotar".