La industria farmacéutica es uno de los sectores con mayor intensidad térmica del tejido manufacturero. Gran parte de su consumo energético no se destina a la electricidad de proceso, sino a la producción de vapor, un elemento clave para garantizar la esterilidad, la temperatura y la trazabilidad en la fabricación de medicamentos. Tradicionalmente, este vapor se ha generado mediante la combustión de gas natural en calderas industriales, una solución fiable pero asociada a emisiones directas de CO₂ y a una creciente exposición al coste del combustible y a los derechos de emisión. En este contexto, la presión regulatoria europea y los objetivos de neutralidad climática están impulsando un cambio de modelo en el que la electrificación del calor emerge como una vía técnicamente viable para descarbonizar sin comprometer la calidad del proceso.
El vapor en los procesos farmacéuticos
El vapor se utiliza principalmente en la esterilización por calor húmedo en autoclaves, así como en procesos de esterilización y limpieza in situ (SIP y CIP), fundamentales para evitar la contaminación cruzada. También se emplea en la producción de agua para inyección, el calentamiento de reactores, la evaporación, el secado y la liofilización, además de la humidificación controlada de salas blancas.
La mayor parte de estas aplicaciones se sitúa en un rango térmico medio, entre 100 y 200 ºC, lo que abre la puerta a tecnologías eléctricas capaces de cubrir estas demandas con eficiencia y precisión.
De este mapa se extrae una conclusión relevante para la electrificación: la mayoría de las demandas térmicas de una planta farmacéutica se sitúan en un rango de temperatura media, entre los cien y los doscientos grados, con presiones habituales de tres a diez bar. Es la franja en la que las tecnologías eléctricas de generación de calor ofrecen hoy una respuesta solvente.
El modelo actual basado en gas
En la configuración convencional, una o varias calderas de gas natural producen el vapor en una sala térmica centralizada y lo distribuyen a los puntos de consumo a través de una red de tuberías. El rendimiento de estas calderas se sitúa típicamente entre el 85 y el 92 por ciento, con pérdidas en los humos de combustión, las purgas y la distribución. El modelo presenta tres limitaciones crecientes. La primera es ambiental: la combustión genera emisiones directas de alcance 1 y óxidos de nitrógeno que la planta debe declarar y, en su caso, compensar. La segunda es económica: el coste del vapor queda ligado a la volatilidad del precio del gas y al encarecimiento de los derechos de emisión dentro del régimen europeo de comercio. La tercera es reputacional: los grandes clientes y los inversores incorporan cada vez con más peso la huella de carbono del proceso productivo en sus decisiones de compra y financiación.
Las tecnologías de electrificación del calor
La sustitución del gas no responde a una única solución, sino a un conjunto de tecnologías complementarias que conviene seleccionar según el nivel térmico y el perfil de demanda. Las calderas eléctricas de electrodos son la opción de referencia para generar vapor de media y alta presión con potencias de varios megavatios, en un equipo muy compacto y con respuesta rápida a las variaciones de carga. Para potencias menores y para la producción de agua sobrecalentada o vapor a baja presión, las calderas eléctricas de resistencias ofrecen una alternativa sencilla y robusta. En paralelo, las bombas de calor de alta temperatura permiten elevar la temperatura de un foco de calor residual, procedente de sistemas de refrigeración, compresores o efluentes térmicos, hasta niveles útiles para el proceso, actualmente del orden de los 150 grados y en progresión. Su gran ventaja es el coeficiente de rendimiento: por cada unidad de electricidad consumida entregan varias unidades de calor, con valores habituales entre dos y cuatro, lo que multiplica la eficiencia frente a cualquier sistema de combustión. Cuando el proceso implica evaporación o concentración, la recompresión mecánica del vapor aprovecha el propio vapor producido para reducir el aporte energético externo. Por último, el almacenamiento térmico permite desacoplar el momento de generación del de consumo, acumulando calor cuando la electricidad es más barata o más renovable para liberarlo según lo demande el proceso.
Qué se consigue con la implementación
La electrificación de la generación de vapor produce beneficios que trascienden la sustitución del combustible. El más evidente es la descarbonización directa: al eliminar la combustión desaparecen las emisiones de alcance 1 de la sala de calderas, y cuando la electricidad procede de fuentes renovables, mediante autoconsumo fotovoltaico o contratos de compraventa de energía, el vapor pasa a generarse prácticamente sin huella de carbono. A ello se añade una mejora sustancial de la eficiencia. Una caldera eléctrica convierte en calor cerca del cien por cien de la energía que recibe, sin las pérdidas inherentes a los humos, y las bombas de calor permiten obtener varias veces más calor que la electricidad consumida.
La calidad y la precisión del control térmico también mejoran. Los sistemas eléctricos modulan con gran finura y rapidez, lo que se traduce en una temperatura de vapor más estable y en una respuesta más ágil a las variaciones de proceso, un aspecto especialmente valioso en aplicaciones críticas como la esterilización o la generación de vapor limpio. Desaparecen además las emisiones locales de óxidos de nitrógeno y de partículas, lo que simplifica el cumplimiento ambiental y mejora el entorno de trabajo. Desde el punto de vista operativo, la ausencia de quemadores, de líneas de combustible y de sistemas de tratamiento de gases reduce las necesidades de mantenimiento y elimina los riesgos asociados a la combustión y al almacenamiento de gas. A ello se suma la dimensión normativa: la planta refuerza su posición frente a la regulación climática, reduce su exposición a los derechos de emisión y responde a las exigencias de sostenibilidad de clientes e inversores.
Estrategia de implantación
El aprovechamiento pleno de estas ventajas exige un enfoque de ingeniería riguroso, no una simple sustitución equipo por equipo. El punto de partida debe ser un análisis térmico detallado de la planta que identifique los niveles de temperatura realmente necesarios en cada proceso y localice las corrientes de calor residual susceptibles de recuperación. Sobre esa base, la solución más eficiente suele combinar varias tecnologías: bombas de calor para cubrir la demanda de base aprovechando el calor residual disponible, y calderas eléctricas para los picos de consumo y para los niveles de temperatura o presión más altos. El almacenamiento térmico añade flexibilidad y permite optimizar el coste según los precios horarios de la electricidad. Un factor determinante es la potencia eléctrica disponible: la electrificación incrementa la demanda en el punto de suministro y puede requerir un refuerzo de la acometida o de la infraestructura interna de media tensión, que debe evaluarse desde las primeras fases del proyecto. Por ello, la transición suele plantearse de forma progresiva, priorizando los consumos de menor temperatura y mayor estabilidad y reservando un esquema híbrido que garantice en todo momento la continuidad del suministro.
Conclusiones
La generación de vapor constituye uno de los focos de emisión más significativos y, a la vez, más abordables de la industria farmacéutica. Las tecnologías eléctricas de producción de calor, calderas de electrodos y de resistencias, bombas de calor de alta temperatura, recompresión mecánica de vapor y almacenamiento térmico, han alcanzado un grado de madurez que permite cubrir la práctica totalidad de las demandas térmicas del sector, situadas mayoritariamente en el rango de temperatura media. Su implantación no solo elimina las emisiones directas de la combustión, sino que mejora la eficiencia, el control térmico, la seguridad y el perfil ambiental de la instalación. Con un análisis previo solvente y una implantación por fases, la electrificación del vapor deja de ser una aspiración a largo plazo para convertirse en una decisión técnica y económicamente fundamentada al alcance de las plantas que quieran liderar su descarbonización.
Artículo escrito por:
Pedro Ruano
Director General
Ruano Energía
