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Un prototipo desarrollado por investigadores de la Academia China de Ciencias utiliza ondas acústicas para elevar calor recuperado hasta temperaturas de proceso, con potencial aplicación en la industria química y petroquímica.
Investigadores del Instituto Técnico de Física y Química de la Academia China de Ciencias han desarrollado una bomba de calor termoacústica capaz de suministrar calor a 270 °C, a partir de un sistema que aprovecha las ondas acústicas para transferir energía térmica.
El avance, publicado en la revista científica Energy, abre una vía para mejorar la recuperación de calor residual en procesos industriales que requieren temperaturas elevadas.
A diferencia de las bombas de calor convencionales, que utilizan compresores mecánicos y circuitos de refrigerante, el prototipo emplea resonadores acústicos y un circuito cerrado de gas para transformar energía térmica en ondas de presión y utilizar esa energía para desplazar calor hacia un foco de mayor temperatura.
En los ensayos descritos, el sistema recuperó calor a unos 145 °C y alcanzó una temperatura de suministro de hasta 270 °C, con una potencia térmica aproximada de 2,7 kW en determinadas condiciones experimentales. Para impulsar el proceso, una de las unidades necesita una fuente térmica cercana a los 300 °C.
La tecnología busca superar algunas de las limitaciones que presentan las bombas de calor industriales cuando deben operar por encima de los 200 °C. La ausencia de componentes mecánicos móviles en esta configuración podría reducir el desgaste y facilitar el funcionamiento continuado, aunque todavía es necesario mejorar su eficiencia y demostrar su viabilidad a escala industrial.
El equipo investigador también ha estudiado otras configuraciones termoacústicas. Una de ellas, basada en pistones libres y control eléctrico, alcanzó una temperatura de suministro de 214 °C, según los resultados publicados en Applied Physics Letters.
La recuperación y reutilización de calor residual constituye una oportunidad para reducir el consumo energético de industrias con procesos térmicos intensivos, como la química, la petroquímica, la cerámica y la metalurgia.
En estas instalaciones, elevar la temperatura del calor residual permitiría aprovechar energía que actualmente puede perderse en los sistemas de evacuación, reduciendo potencialmente la necesidad de aportar calor adicional mediante combustibles fósiles.
No obstante, los resultados corresponden a prototipos experimentales. Su aplicación comercial dependerá de la mejora del rendimiento, la integración con los procesos existentes y la demostración de su funcionamiento en condiciones industriales reales.
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