Transfieren energía térmica que obtienen del aire, del agua o de la tierra, para calentar o enfriar con un alto grado de eficiencia energética, menores emisiones contaminantes y bajos costos de mantenimiento.
Esas son algunas de las cualidades que distinguen a las bombas de calor, tecnología que puede resultar bien conveniente para algunas aplicaciones industriales.
¿Cuáles?, ¿con qué beneficios?, ¿cómo implementarlas? A continuación, dos especialistas entregan luces al respecto.
Aplicaciones
Álvaro Toro, jefe de proyectos del Área de Eficiencia Energética Residencial de la Agencia de Sostenibilidad Energética (AgenciaSE), señala que a nivel industrial las bombas de calor pueden dar buenos resultados principalmente en "calentamiento de procesos, climatización industrial y producción de agua caliente sanitaria".
Detalla que, en el primer caso, destacan los siguientes procesos:
• Secado: "En industrias como la alimentaria (tabaco, embutidos, madera), textil y química, las bombas de calor pueden proporcionar el calor necesario para los procesos de secado de manera eficiente y controlada", sostiene.
• Calentamiento de soluciones: Comenta que "en la industria química y farmacéutica, las bombas de calor son útiles para elevar la temperatura de soluciones en procesos de producción".
• Precalentamiento: "En diversas industrias, las bombas de calor pueden precalentar materiales o fluidos antes de ser introducidos en procesos posteriores, optimizando así el consumo energético", asegura Álvaro Toro.
En materia de climatización industrial, en tanto, el representante de la AgenciaSE, resalta estas aplicaciones:
• Calefacción de naves industriales: "Pueden proporcionar calor a grandes espacios industriales, como fábricas o almacenes, de manera eficiente y económica", subraya.
• Climatización de procesos: Al respecto indica que en algunos procesos industriales se requiere mantener una temperatura ambiente específica y las bombas de calor "pueden ayudar a controlar esta temperatura, mejorando así la calidad del producto final".
En lo que respecta a la producción de agua caliente sanitaria (ACS), menciona dos opciones en que esta tecnología trae ventajas:
• Lavanderías industriales, donde son capaces de proporcionar ACS "reduciendo significativamente el consumo energético", señala.
• Procesos de limpieza industrial, donde "pueden proporcionar una fuente de calor eficiente y sostenible", resalta.
Álvaro Toro añade que las bombas de calor también pueden resultar convenientes para calentar el agua de piscinas, como las utilizadas en centros deportivos u hoteles, generando ahorros energéticos y en los costos operativos. Asimismo, indica que mediante esta tecnología se podría recuperar y aprovechar el calor residual, que se genera en muchos procesos industriales, para calentar otros sistemas, mejorando así la eficiencia energética global de la planta.
A nivel industrial, las bombas de calor pueden servir para calentar procesos y climatización, dice Álvaro Toro.
De manera más general, Pierre Dréano, jefe de productos HVAC de Midea Carrier Chile, proveedor de soluciones de aire acondicionado y climatización, señala que el uso de bombas de calor puede resultar conveniente "en todos los procesos industriales que usen agua caliente entre 30 y 85 °C".
Luego ejemplifica: "En Midea, tenemos casos de éxito en hospitales o plantas de producción de alimentos, donde producimos agua fría con el chiller para la climatización de pabellones o nave industrial, y el mismo chiller está equipado de un sistema de recuperación de calor con el cual se calienta el agua sanitaria a muy bajo costo. Es un proceso en el que no se desperdicia nada de energía".
El especialista comenta, luego, que "hay muchas empresas de diversas industrias que no tienen implementada esta tecnología y, pese a que tienen procesos térmicos que se deben enfriar ocupando equipos chillers, rechazan el calor al aire exterior y no lo aprovechan con otros usos, como puede ser procesos de secado o lavado, o calentar el agua sanitaria".
Múltiples ventajas
¿Qué beneficios o ventajas productivas y ambientales puede generar el uso de bombas de calor?
Pierre Dréano responde: "Las principales ventajas son la reducción de costos operativos, principalmente consumo energético, reducción de emisiones de gases de efecto invernadero y disminución de material particulado. Además, la seguridad de la operación es mucho mayor por no ocupar combustibles".
En la misma línea, Álvaro Toro entrega más detalles: "Las ventajas son múltiples. En primer lugar, una alta eficiencia energética, ya que las bombas de calor consumen menos energía eléctrica que los sistemas de calefacción tradicionales, lo que se traduce en menores costos operativos".
Agrega que, desde la perspectiva ambiental, "al utilizar fuentes de energía renovables como la geotermia o el aire ambiente, las bombas de calor contribuyen a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero".
La versatilidad de esta tecnología es otra ventaja que destaca el representante de la AgenciaSE: "Las bombas de calor pueden adaptarse a una amplia variedad de aplicaciones industriales, ofreciendo soluciones personalizadas para cada necesidad", apunta.
Asimismo, resalta que "son equipos robustos y de bajo mantenimiento, lo que garantiza una larga vida útil y una operación confiable".
"En resumen, las bombas de calor ofrecen una solución sostenible y eficiente para el calentamiento en diversas aplicaciones industriales. Su capacidad para aprovechar fuentes de calor de baja temperatura, junto con su alta eficiencia energética, las convierten en una tecnología cada vez más popular en el sector industrial", asegura Toro.
Pierre Dréano destaca que esta tecnología reduce costos y emisiones contaminantes, y aporta más seguridad operativa.
Cómo implementarlas
¿Qué factores hay que tener en cuenta para implementar esta tecnología de manera adecuada?
El especialista de la Agencia de Sostenibilidad Energética indica que, para aplicar cualquier nueva tecnología, se deben analizar todas las variables que se van a intervenir y el producto que se espera tener. "Para el caso de las bombas de calor en usos industriales se requiere saber de antemano la cantidad de calor (energía) que se necesita obtener, esto por medio de la temperatura requerida que se necesita alcanzar en el proceso, y el perfil de carga térmica que, en otras palabras, es si el flujo de calor es continuo o es variable", detalla.
Recuerda también que las bombas de calor extraen el calor de un medio de menor a otro de mayor temperatura, "por lo que es indispensable saber qué tipo de fuente de calor tenemos. Es probable que tengamos calor residual en algunos procesos y lo podamos utilizar como fuente de energía para la bomba de calor, como agua de refrigeración o extracción de aire caliente. En base a eso, se nos hace muy relevante saber la calidad del fluido que tenemos, ya que no es lo mismo contar con agua o aire para esta fuente".
Añade que también es necesario analizar la factibilidad técnica de implementar dicha tecnología, asegurando, por ejemplo, que exista el espacio suficiente dentro de la industria para poder instalar una bomba de calor o, en caso de ser eléctrica, si los empalmes eléctricos soportarán la demanda de electricidad que se requiere. Advierte, asimismo, que cuando no exista una fuente de calor constante, es necesario verificar si las condiciones ambientales son adecuadas para desarrollar el proceso.
Álvaro Toro acota que, además, se debe "evaluar la tecnología de la bomba de calor, que va de la mano con los costos de implementación, identificar qué tipo de fuente energética requiere, como electricidad o gas en algunos casos, y sobre todo los costos asociados que la industria maneja en los energéticos que utiliza. Una vez levantadas todas estas variables podremos analizar los costos operativos tanto de mantención, energéticos y eventualidades".
El representante de la AgenciaSE plantea, además, que como se trata de una tecnología de alta eficiencia es importante contar con una sólida línea base energética del proceso a intervenir para poder comparar los ahorros que se podrían obtener e incorporar esta información en la toma de decisiones.
Por su parte, Pierre Dréano sostiene que para implementar esta tecnología de manera adecuada "lo ideal es poder aprovechar el calor residual (agua/aire entre 10 y 25 °C) de algún proceso o instalación sanitaria".
El representante de Midea Carrier Chile también pone énfasis en que se "debe contratar a empresas expertas en su instalación y que estén certificadas. Son proyectos industriales con CAPEX importantes que requieren la participación de una empresa de ingeniería para el desarrollo de un anteproyecto de factibilidad y proyecto de ingeniería detallada para llevarlo a cabo. Es importante que las empresas lo prevean en su planificación financiera de los próximos años".
Artículo publicado en InduAmbiente n° 193 (marzo-abril 2025), páginas 78 a 79.
A Bombear Calor
¿En qué aplicaciones industriales convendría usar bombas de calor?, ¿qué ventajas tienen y cómo implementarlas?
