Sistema de calentamiento por inducción para biodigestores anaeróbicos a escala

Resumen

Los sistemas de calentamiento por inducción electromagnética y por resistencia eléctrica se han utilizado en diferentes tipos de tratamientos térmicos como la siderurgia, el forjado, la fundición, entre otras. Actualmente, estos sistemas tienen aplicaciones tanto en la industria como en los hogares, realizando actividades similares, pero a diferentes escalas. De acuerdo con diferentes autores, el calentamiento por inducción electromagnética proporciona una mayor eficiencia energética, cortos tiempos de calentamiento, bajo impacto ambiental y productividad máxima.

En este artículo se muestra el desarrollo de un sistema de calentamiento por inducción para mejorar el proceso de biodigestión de un reactor anaeróbico, con el fin de aumentar los niveles de producción de biogás. De esta manera, al implementar una tecnología de calentamiento ecológico y eficiente se mitiga la contaminación por emisión de gases de efecto invernadero y se eliminan problemas e inconsistencias derivadas de llamas y otras técnicas.

Para lograr el objetivo planteado se compararon los resultados recolectados de pruebas a escala realizadas con los sistemas de calentamiento por resistencia eléctrica e inducción electromagnética, midiendo la eficiencia y el consumo eléctrico con respecto al tiempo y la temperatura de funcionamiento que requiere un biodigestor para la producción de biogás. De la misma manera se tuvo en cuenta el comportamiento de los distintos materiales utilizados en la implementación del contenedor del líquido a calentar, como el acero y el cobre que fueron seleccionados por sus propiedades térmicas (calor específico) y ferromagnéticas, considerando geometrías como el intercambiador de calor de serpentín adecuado para elevar los coeficientes de transferencia de calor.

Mediante la implementación de un intercambiador de calor de serpentín se circuló aceite mineral USP calentado con los dos sistemas de calefacción mencionados. Las temperaturas en el contenedor del líquido a calentar fueron superiores dentro del mismo rango de tiempo con el sistema por inducción electromagnética respecto al sistema por resistencia eléctrica. La potencia requerida para alcanzar los 55°C en los dos sistemas de calefacción fue, 0.180 kWh para el calentamiento por inducción en 26’ 36’’ y 0.318 kWh para el calentamiento por resistencia en 35’ 40’’.