es.wedoany.com Noticia: El proyecto METAWAVE de la Unión Europea utiliza calentamiento por plasma de microondas para reemplazar los sistemas tradicionales de gas, con el objetivo de alcanzar una eficiencia de calentamiento del 70% para el fabricante de cerámica GRES ARAGÓN, reduciendo el consumo energético anual de 5,76 GWh a 3,8 GWh y disminuyendo las emisiones de CO₂ equivalente en 427 toneladas al año. La etapa de cocción de la cerámica, que normalmente depende del gas natural para alcanzar temperaturas de 1100 °C a 1200 °C, es una de las principales fuentes de emisiones industriales en la UE.
El horno prototipo de METAWAVE está diseñado como un sistema de tres etapas: precalentamiento, cocción y enfriamiento. La zona de precalentamiento utiliza resistencias eléctricas y el aire caliente recirculado de la zona de cocción para elevar la temperatura de las baldosas; la sección de cocción emplea antorchas de plasma que generan calor radiante mediante energía de microondas; y la zona de enfriamiento estabiliza los productos cerámicos mediante enfriamiento con aire ambiente en tres etapas. El equipo del proyecto utiliza simulaciones de dinámica de fluidos computacional (ANSYS Fluent) para predecir la transferencia de calor y el flujo de fluidos dentro del horno, reduciendo los costos de prueba y error. En cuanto a los materiales refractarios, la Universidad de Módena (UNIMORE) ha desarrollado nuevos ladrillos refractarios circulares mediante un proceso de geopolimerización utilizando alúmina reciclada y cianita, con una conductividad térmica de 0,63 W/mK, una temperatura máxima de resistencia de hasta 1200 °C y una constante dieléctrica de 4,89-i0,05, lo que garantiza el aislamiento térmico sin interferir con el campo de microondas.
En el ámbito de los sistemas de monitoreo y control, el proyecto ha implementado sensores de fibra óptica y equipos de imagen multiespectral de infrarrojo de onda corta para proporcionar lecturas continuas de la distribución térmica y la temperatura superficial en el entorno de plasma de microondas. La arquitectura digital se basa en el estándar IEC 61499, y los datos se transmiten a la plataforma en la nube Kharon a través de la puerta de enlace CPSizer y los protocolos MQTT y OPC UA, logrando la integración de la tecnología operativa (OT) y la tecnología de la información (IT). En el ámbito de la inteligencia artificial, el proyecto ha desarrollado un modelo de orden reducido basado en la física, integrado con inteligencia artificial basada en datos, utilizando un agente de aprendizaje por refuerzo para optimizar las decisiones de control en tiempo real; el sistema de gestión energética emplea programación lineal entera mixta, combinada con módulos de predicción de la demanda energética y los precios de la electricidad, para lograr una gestión energética en circuito cerrado con la central eléctrica virtual.
La fase de modelado numérico y simulación ha reproducido con éxito el ciclo de cocción objetivo, y la distribución de temperatura en estado estacionario cumple con los estándares industriales. La evaluación preliminar del impacto ambiental indica que los materiales refractarios circulares fabricados con alúmina reciclada son técnica y ambientalmente viables, y se espera que el proyecto logre una tasa de ahorro energético del 33,2%. La eficiencia de calentamiento del 70% del plasma de microondas, combinada con la optimización del 5% del sistema digital, hace que la electrificación a alta temperatura presente un rendimiento económico y ambiental superior al de los sistemas de gas natural. La naturaleza modular del marco de control basado en IEC 61499 también otorga a esta plataforma el potencial de expandirse a campos como la producción de asfalto y la fabricación de vidrio. La siguiente fase del proyecto consistirá en construir un prototipo físico y validar los resultados en condiciones operativas reales, y el plan a largo plazo incluye la integración de energía renovable a través de una central eléctrica virtual para eliminar la intensidad de carbono.
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