Revista Energética. Enero-febrero 2025

La combustión en calderas industriales: tecnologías de hidrógeno y su aplicación en la industria La combustión en calderas industriales es un proceso clave en numerosas aplicaciones industriales, desde la generación de vapor hasta el calentamiento de fluidos para diversos procesos térmicos. Este proceso debe ser optimizado para alcanzar niveles altos de eficiencia energética y minimizar el impacto ambiental, especialmente en un contexto en el que las regulaciones medioambientales son cada vez más estrictas. GORETTI GANZO BUSTAMANTE JEFE DE VENTAS DE CALDERA INDUSTRIAL BOSCH EN BOSCH ESPAÑA E n este sentido, las calderas industria- les diseñadas para funcionar con hi- drógeno están emergiendo como una solución clave para reducir las emisiones de gases contaminantes, como el CO 2 , y mejorar la eficiencia energética. Las calderas industriales que utilizan hi- drógeno como fuente de energía tienen un diseño y una configuración particular que permiten un rendimiento eficiente con este combustible. El hidrógeno, al ser una fuente de energía limpia, presenta la ventaja de no emitir CO 2 durante su combustión. Sin em- bargo, este proceso de combustión requiere ciertos ajustes en el diseño de las calderas para adaptarse a las características particula- res de este gas, como su baja densidad ener- gética y su alta velocidad de propagación de la llama. Este artículo explora el funciona- miento de las calderas industriales prepara- das para hidrógeno, así como los beneficios de su aplicación en el sector industrial. ¿Qué es la combustión en una caldera industrial? La combustión en una caldera industrial es un proceso termodinámico en el que un combustible se mezcla con oxígeno y se quema para liberar calor. Este calor se utili- za para calentar agua o generar vapor, que luego es empleado en diversos procesos in- dustriales, como la calefacción de espacios, la generación de energía o el tratamiento de materiales. Los combustibles más utilizados en este tipo de calderas incluyen gas natural, gasóleo, carbón, y en tiempos recientes, el hidrógeno. La combustión eficiente no solo depende del tipo de combustible utilizado, sino tam- bién de la tecnología del fabricante y de los sistemas de control que regulan la mezcla de aire y combustible. Las calderas diseña- das para hidrógeno requieren adaptaciones en estos sistemas, debido a las propiedades físicas y químicas del hidrógeno, como su menor densidad energética y la necesidad de controlar la velocidad de propagación de la llama. Tecnologías de calderas industriales preparadas para hidrógeno En la actualidad, existen dos tipos principales de calderas industriales diseñadas para ope- rar con hidrógeno: • Calderas híbridas (hidrógeno y gas natu- ral): estas calderas están preparadas para funcionar con una mezcla de hidrógeno y gas natural. La flexibilidad de poder combinar ambos combustibles facilita una transición gradual hacia el hidróge- no, permitiendo a las industrias reducir progresivamente su dependencia del gas natural. Esta opción es útil en escenarios donde la infraestructura de hidrógeno aún no está completamente disponible o donde se requiere una adaptación más gradual. • Calderas preparadas para hidrógeno 100%: estas calderas están diseñadas para funcionar exclusivamente con hi- drógeno como combustible. La princi- pal ventaja de este tipo de caldera es su capacidad para operar con una fuente de energía completamente limpia, dado que la combustión de hidrógeno solo produce vapor de agua como subproduc- to. Este tipo de caldera es adecuado para industrias que buscan una descarboniza- ción total de sus procesos, sin compro- meter la eficiencia operativa. Ambas tecnologías comparten un principio fundamental: las calderas están diseñadas para permitir la combustión del 100% de hi- drógeno, lo que asegura un alto rendimiento y una baja huella de carbono en su operación. Componentes clave de las calderas industriales para combustión de hidrógeno Independientemente de si la caldera utiliza hidrógeno en combinación con gas natural o hidrógeno al 100%, los componentes cla- ve que permiten una combustión eficiente incluyen: • El quemador: el quemador es un com- ponente crítico en la combustión, ya que es el encargado de generar la llama y la temperatura necesarias para la com- bustión del combustible. El hidrógeno tiene características particulares que requieren una adaptación específica del quemador, dado que tiene una mayor velocidad de propagación de la llama y una densidad energética más baja en comparación con los combustibles tra- dicionales. Los quemadores diseñados para hidrógeno tienen que gestionar esta mayor velocidad de propagación de la llama y asegurar una combustión esta- ble y eficiente. • El intercambiador de calor: la caldera en sí misma es el intercambiador de ca- lor que transfiere el calor generado por la combustión al agua o al fluido térmi- co utilizado en el proceso industrial. El hidrógeno, al ser un combustible que produce menos calor por unidad de vo- hidrógeno verde 52 ENERGÉTICA XXI · 243 · ENE/FEB 25