Descripción del proyecto
EL OBJETIVO DE ESTE PROYECTO ES ESTUDIAR NUEVOS RECEPTORES SOLARES PARA MEJORAR LA PENETRACION DE LA ENERGIA SOLAR PARA EL SECADO Y CALENTAMIENTO DE LAS PARTICULAS EMPLEADAS EN LA PRODUCCION DE ASFALTO Y EN EL PROCESAMIENTO DE YESO DE ORIGEN NATURAL. LOS PROCESOS CONSIDERADOS EN AMBAS INDUSTRIAS REQUIEREN ALTA ENERGIA A ALTAS TEMPERATURAS (T> 150ºC) PARA SECAR Y CALENTAR PARTICULAS, QUE ACTUALMENTE SON PROCESADAS TERMICAMENTE EN HORNOS ROTATIVOS A GAS. ESTO SE DEBE AL CONTENIDO INICIAL DE AGUA DE LAS PARTICULAS DE ASFALTO (5%) Y YESO (8%), QUE PUEDE DISTRIBUIRSE EN SU SUPERFICIE O EN SU INTERIOR, DIFICULTANDO SU SECADO.LA CARGA AMBIENTAL DE AMBAS INDUSTRIAS ESTA MARCADA POR EL BAJO CONTENIDO DE HUMEDAD EN LA SALIDA (0%), LOS ALTOS INDICES DE FLUJO MASICO Y LAS ALTAS TEMPERATURAS NECESARIAS. EN ESTE SENTIDO, LA INDUSTRIA DEL ASFALTO CONSUME 85 KWH/TON Y EMITE 18 KG CO2/TON, EN LOS QUE EL 97% DE LA ENERGIA TOTAL SE CONSUME EN EL SECADO Y CALENTAMIENTO DE LAS PARTICULAS ASFALTICAS. EL HORNO ROTATORIO UTILIZADO EN LA INDUSTRIA DEL YESO CONSUME 375 KWH/TON Y EMITE 44 KG CO2/TON.ESPAÑA, SEGUNDO PRODUCTOR DE YESO DE EUROPA, PRODUJO 7.000 MILLONES DE TON DE YESO EN 2019 (11 TON/H POR PLANTA). ADEMAS, ESPAÑA PRODUJO EN 2019 18,8 MILLONES DE TON DE MEZCLA ASFALTICA EN CALIENTE (65-75 TON/H POR PLANTA). LOS PRECIOS EN AMBAS INDUSTRIAS DEPENDEN PRINCIPALMENTE DEL PRECIO DEL GAS Y, EN EL FUTURO, TAMBIEN PUEDEN DEPENDER DEL COSTE DE LAS EMISIONES DE CO2. POR TANTO, SE NECESITAN NUEVOS PROCESOS RENOVABLES PARA ASEGURAR BAJOS COSTES DE ESTOS PRODUCTOS BASICOS.LOS RECEPTORES SOLARES QUE SE DESARROLLARAN TRANSPORTARAN LOS MATERIALES PESADOS DURANTE SU PROCESAMIENTO TERMICO A ALTAS TEMPERATURAS. ESTOS RECEPTORES, BASADOS EN TECNOLOGIAS DE CINTA TRANSPORTADORA Y LECHO VIBRATORIO, SE COMBINARAN CON UNA NUEVA TECNOLOGIA SOLAR CONCENTRADA, EL CAMPO SOLAR LINEAR FRESNEL DE HAZ LINEAL DESCENDENTE, PATENTADO POR LOS INVESTIGADORES PRINCIPALES. ESTA TECNOLOGIA SOLAR HA SIDO DESARROLLADA PARA PROCESAR MATERIALES PESADOS A TEMPERATURAS DE T=150-300ºC MEDIANTE LA IRRADIACION LINEAL Y DIRECTA DE ENERGIA SOLAR CONCENTRADA. PARA ELLO, EL CAMPO SOLAR BDLFR CONSTA DE DOS ETAPAS DE REFLEXION. PRIMERO, LOS REFLECTORES DE FRESNEL LINEALES DIRIGEN LA IRRADIACION SOLAR A UNA SEGUNDA ETAPA DE ESPEJOS PLANOS. ESTOS ESPEJOS SECUNDARIOS SE INSTALAN ELEVADOS DEL SUELO, REDIRECCIONANDO HACIA ABAJO LA ENERGIA SOLAR CONCENTRADA A UN RECEPTOR QUE TRANSPORTA MATERIALES PESADOS, COMO PARTICULAS, CON FLUJOS DE 14-31 KW/M2 EN EL RECEPTOR.EL PROYECTO ESTUDIARA LOS MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA DURANTE EL SECADO Y CALENTAMIENTO DE UN LECHO DE PARTICULAS SOMETIDAS A UN FLUJO DE CALOR SOLAR EN SU SUPERFICIE. SE DESARROLLARAN MODELOS ANALITICOS PARA LA OPTIMIZACION DE LOS RECEPTORES SOLARES TANTO DE CINTA TRANSPORTADORA COMO DE LECHO VIBRATORIO. SE PROPONDRAN SISTEMAS DE RECUPERACION DE CALOR PARA AMBAS INDUSTRIAS. FINALMENTE, SE REALIZARA UN ANALISIS DEL CICLO DE VIDA COMPARANDO LAS TECNOLOGIAS VERDES INNOVADORAS PROPUESTAS CON LAS TECNOLOGIAS CONVENCIONALES ACTUALMENTE APLICADAS EN LA INDUSTRIA.ESTE PROYECTO DE 3 AÑOS ES SOLICITADO POR 4 PROF. TITULARES, 1 PROF. AYUDANTE DOCTOR, 2 PROF. VISITANTES Y 1 ESTUDIANTE DE DOCTORADO (BECARIO FPU) DEL DPTO. DE TERMICOS Y FLUIDOS DE LA UNIVERSIDAD CARLOS III. TODOS LOS INVESTIGADORES FORMAN PARTE DEL GRUPO DE INVESTIGACION ISE, CON 26 INVESTIGADORES CON EXPERIENCIA ACREDITADA EN TECNOLOGIA SOLAR Y EN TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA NERGIA SOLAR\SECADO\RECEPTORES SOLARES\CAMPO SOLAR LINEAL DE HAZ DESCENDENTE\PROCESADO DE YESO\PLANTAS ASFALTICAS\CALOR INDUSTRIAL