A lo largo de la historia, todo proceso industrial que busca el cuidado de medio ambiente mediante la disminución y captación de sus emanaciones a la naturaleza, deriva en la reutilización de estas como recurso energético, ya sea, para procesos propios como para contribuir a la generación distribuida mediante energia renovable. Por tal motivo es que las empresas hoy en dia se hacen este interrogante: ¿Y si su planta no solo lograra neutralizar las emisiones, sino que fuera más allá, transformando un pasivo ambiental en una fuente de ingresos recurrentes? Esa es la propuesta de la captura de carbono aplicada al biogás. Ya consolidado como fuente de energía renovable, el biogás alcanza un nuevo nivel cuando pasa por el proceso de upgrade hacia biometano. En esta etapa, el CO₂, tradicionalmente visto como residuo, puede convertirse en un activo valioso para su operación.
El desafío central es: ¿cómo capturar y licuar ese CO₂ de manera eficiente, estable y económicamente viable?
Aquí es donde la ingeniería de refrigeración de alto rendimiento marca la diferencia; en este caso hablaremos de los chillers industriales. Un chiller industrial moderno no es simplemente un equipo más en el proceso, es el corazón del sistema de captura de carbono, responsable de viabilizar la licuefacción del CO₂. A lo largo de este artículo, entenderá cómo un refrigerador y congelador industrial de última generación puede transformar su planta de biogás en una operación de emisiones negativas y alto valor agregado.
Captura de carbono en el biogás: por qué la licuefacción es la clave
En el proceso de upgrade del biogás a biometano, el CO₂ debe ser eliminado para aumentar la concentración de metano (CH₄). Existen métodos conocidos, como water scrubbing y Pressure Swing Adsorption (PSA), pero la licuefacción criogénica tiene un diferencial poderoso: genera CO₂ líquido con pureza superior al 99,9%, listo para uso directo en la industria. Cabe destacar que, al licuarse, el CO₂ incrementa su densidad, lo que permite un mayor caudal útil para su aprovechamiento o transporte.
Ese CO₂ puede venderse para bebidas carbonatadas, para la producción de hielo seco o incluso para secuestro geológico. Lo que antes era desechado se convierte en una nueva línea de ingresos para su planta.
Para alcanzar ese nivel, se requiere frío extremo, controlado con precisión. No hablamos de un simple sistema de aire acondicionado: hablamos de un refrigerador y congelador industrial diseñado para ciclos de baja temperatura y operación continua.
¿Cómo un chiller industrial hace posible la captura y licuefacción del CO₂?
El funcionamiento combina ingeniería y física aplicada:
- El biogás purificado, rico en CO₂, es comprimido.
- Pasa por un intercambiador de calor enfriado por el chiller industrial.
- Bajo alta presión y temperaturas entre -35 °C y -25 °C, el CO₂ se condensa en estado líquido, separándose del metano.
Este proceso exige compresores especializados. Un compresor de doble etapa, como el C-series Compound Compressor de Mayekawa, reduce el consumo de energía incluso en temperaturas extremadamente bajas. Para condiciones menos exigentes, los compresores de una sola etapa de alta eficiencia, como la UD-series, son ideales. La elección correcta impacta directamente en el costo operativo y en la confiabilidad de su planta.
(aclarar que el CO2, a mayor presión aumenta su caudal y es necesario que para preservar la vida util del compresor el mismo no debe ingresar saturado en H2O)
Chillers industriales y refrigeradores: especificaciones que hacen la diferencia
Al elegir equipos para la captura de carbono, algunos puntos son decisivos:
- Temperatura y presión: la dupla dinámica
La licuefacción del CO₂ depende de una relación precisa entre temperatura y presión. La estabilidad del proceso más importante que la potencia bruta. Una fluctuación de pocos grados puede comprometer la pureza de su CO₂ líquido y la eficiencia de todo el proceso. Es por eso que un sistema de refrigeración robusto y confiable es indispensable.
- La elección del refrigerante: amoníaco (NH₃) como solución sostenible
Los refrigerantes naturales como el amoníaco (NH₃) son ideales para este proceso. El amoníaco tiene un Potencial de Calentamiento Global (GWP) cero y un Potencial de Agotamiento del Ozono (ODP) cero, lo que lo convierte en una opción ambientalmente correcta. Además, sus excelentes propiedades termodinámicas resultan en una mayor eficiencia, reduciendo el consumo de energía de su refrigerador y congelador industrial.
- Automatización y control: el cerebro de la operación
De nada sirve tener músculos (compresores potentes) sin un cerebro que los controle. Los sistemas de automatización, como el Mycom de Mayekawa, monitorean y ajustan la operación en tiempo real. Esto garantiza no solo la máxima eficiencia energética, sino también la seguridad del proceso 24 horas al día, 7 días a la semana, controlando presiones, temperaturas y flujos con precisión.
Transformando costos en ingresos: el modelo de negocio de las emisiones negativas
La implementación de un sistema de captura de carbono no es un gasto, sino una inversión con retornos claros y múltiples. El mercado de CO₂ líquido es amplio y en crecimiento. Los principales compradores incluyen:
- Industria de alimentos y bebidas: para la carbonatación de refrescos y cervezas.
- Agricultura: para enriquecer la atmósfera en invernaderos y acelerar el crecimiento de plantas.
- Producción de hielo seco: usado en la logística de la cadena de frío.
- Industrias químicas y de combustibles sintéticos (e-fuels): como materia prima para nuevos productos.
El cálculo del retorno es directo, resultando la relación CAPEX vs OPEX optima para la industria que decida emplear este sistema Por un lado, la inversión en el sistema (CAPEX) (chiller, compresores, purificadores). Por el otro, las fuentes de ingreso:
- Venta de biometano de alta pureza.
- Venta de CO₂ líquido de grado alimenticio/industrial.
- Potencial ahorro o ingresos por créditos en la huella de carbono.
La pregunta deja de ser “¿cuánto cuesta capturar carbono?” ya que la utilización posterior, ya sea para procesos propios o para reducir impuestos por huella de carbono por medio de la licuefacción, ameritan la inversión inicial.
Su operación de biogás lista para el futuro: más rentable y sostenible
La integración de chillers industriales y sistemas criogénicos avanzados coloca su operación en el camino de las emisiones negativas y de un modelo de negocio sustentable. Más que cumplir metas ambientales, estará transformando el CO₂ en un producto valioso, creando nuevas fuentes de ingresos y consolidando su planta en la vanguardia de la economía circular.
El futuro de la energía limpia pasa por la captura de carbono, y el chiller industrial es la pieza clave para transformar su operación en referencia de rentabilidad y sostenibilidad.
¿Listo para descubrir qué configuración de chiller industrial es ideal para su planta de biogás? Póngase en contacto con el equipo de Mayekawa y reciba un análisis personalizado para su proyecto.
