Il dottor Santos Gracia Villar, presidente della Fundación Universitaria Iberoamericana (Fondazione Universitaria Iberoamericana, FUNIBER), partecipa a uno studio che combina fonti di energia rinnovabile come quella solare ed eolica con tecnologie avanzate per ridurre il consumo energetico e l’impatto ambientale nell’industria cartaria.
L’industria cartaria, nota per il suo elevato consumo energetico, deve affrontare una sfida significativa: ridurre il proprio impatto ambientale mantenendo l’efficienza operativa. Una delle aree più critiche è la gestione della vinaccia, un sottoprodotto del processo di fabbricazione della carta che contiene sostanze chimiche e biomassa. Questa vinaccia, che può generare fino a 2 exajoule di energia all’anno, viene concentrata utilizzando evaporatori multieffetto (MEE). Tuttavia, questi sistemi rappresentano oltre il 30% del consumo energetico totale del settore.
Tra le soluzioni classiche per migliorare l’efficienza energetica degli MEE vi sono schemi come preriscaldatori, compressione termica e meccanica del vapore, serbatoi di espansione e modelli ibridi che combinano diverse tecnologie. Inoltre, è stata proposta l’integrazione di energie rinnovabili, come quella solare ed eolica, per ridurre la dipendenza dalle fonti convenzionali. Sebbene l’integrazione di queste energie sia comune in altri settori, la loro applicazione nella produzione di carta è ancora agli inizi. A tal fine, lo studio ha proposto l’uso di riflettori solari lineari Fresnel (LFR) e di energia eolica per ottimizzare il consumo energetico delle MEE.
Lo studio, condotto in una cartiera in India, ha combinato schemi tradizionali di risparmio energetico con fonti di energia rinnovabile. Ha utilizzato modelli basati sulla termodinamica per analizzare l’efficienza energetica, applicando tecniche di ottimizzazione come algoritmi metaheuristici, incluso l’algoritmo di ottimizzazione WaOA. Gli obiettivi principali erano massimizzare l’economia del vapore, riutilizzare il calore residuo, integrare le energie rinnovabili e convalidare modelli ibridi.
L’integrazione di energia solare ed eolica, attraverso riflettori lineari Fresnel (LFR) e turbine eoliche, ha ridotto la dipendenza dalle fonti convenzionali del 62% e del 34% per i sistemi ibridi ottimizzati. Questo approccio ibrido ha garantito una fornitura energetica costante, anche in caso di fluttuazioni di luce solare o vento, migliorando la stabilità e l’efficienza del sistema. Inoltre, gli ESS ottimizzati e il riutilizzo del calore residuo hanno contribuito a una maggiore resa energetica, con ulteriori miglioramenti grazie alla regolazione di parametri come la frazione spaccata. Questi risultati non solo convalidano la fattibilità tecnica dell’approccio, ma evidenziano anche il suo potenziale per trasformare l’industria cartaria in un modello di sostenibilità.
Da un punto di vista pratico, la combinazione di energie rinnovabili con MEE richiede un’attenta pianificazione, ma offre vantaggi economici, operativi e ambientali, come minori costi a lungo termine e riduzione delle emissioni di gas serra. Lo studio raccomanda di ampliare l’uso delle energie rinnovabili nei settori industriali, di esplorare fonti aggiuntive come la biomassa o l’energia geotermica e di effettuare studi di scalabilità e analisi economiche per valutare la fattibilità di queste soluzioni. Questo approccio promuove processi industriali più sostenibili, efficienti e redditizi.
L’impatto di questo progresso va oltre la riduzione dei costi operativi. Riducendo significativamente il consumo di combustibili fossili, il sistema ibrido contribuisce alla mitigazione del cambiamento climatico e promuove l’adozione di energie pulite in settori industriali tradizionalmente dipendenti da risorse non rinnovabili. Inoltre, riutilizzando il calore residuo e massimizzando l’efficienza energetica, si stabilisce un precedente per altre industrie che cercano di bilanciare produttività e sostenibilità.
In conclusione, lo studio non solo offre una soluzione pratica alle sfide energetiche dell’industria cartaria, ma funge anche da modello per l’integrazione delle tecnologie rinnovabili nei processi industriali. Con progressi come questo, il cammino verso un futuro più sostenibile sembra sempre più raggiungibile.
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