Tecnología energética y ambiental

El hidrógeno producido de modo climáticamente neutral es un componente fundamental del cambio energético global. Tanto si se usa como materia prima para la industria, como si se emplea como combustible para pilas de combustible o como material inicial para fuentes de energía sintéticas. No obstante, la manipulación del hidrógeno presenta grandes retos para los materiales de construcción metálicos. En lo sucesivo, los materiales tendrán que poseer, en parte, nuevas características, o bien seguir desarrollándose de manera global. Porque el hidrógeno puede reducir la resistencia, la ductilidad y la vida útil de los metales tan pronto como se difunde en ellos. VDM Metals ya promueve actualmente perspectivas tecnológicas innovadoras para la fabricación, almacenamiento, transporte y uso del hidrógeno como fuente de energía y materia prima para combustibles ecológicos. Para la fabricación de cátodos para electrólisis alcalina se usa níquel puro en forma de banda a base de VDM® Nickel 201. Los materiales para altas temperaturas que ya han demostrado su eficacia en otros sectores, como el VDM® Alloy 602 CA, VDM® Alloy 601 o VDM® Alloy 699 XA, pueden utilizarse con versatilidad y ya se han empleado, por ejemplo, en la producción de hidrógeno gris.Otro ámbito de aplicación interesante de estos materiales sería en el sector de las reacciones Water-Gas-Shift, para producir gas sintético a partir de hidrógeno y dióxido de carbono, con el que se podrían generar, por ejemplo, importantes materias primas de la industria química mediante el procedimiento Fischer-Tropsch o también combustibles sintéticos. El VDM® Alloy 36 se caracteriza por un bajo coeficiente de dilatación térmica y es apto para el transporte y almacenamiento de hidrógeno líquido.

El hidrógeno ostenta una importante función para el futuro en su calidad de fuente de energía sostenible. Por ello, la generación y uso del hidrógeno tienen un papel decisivo. En este ámbito, VDM Metals también ofrece materiales adecuados para distintos procedimientos. En primer lugar, para la electrólisis a altas temperaturas: La célula de electrólisis correspondiente (Solid Oxide Electrolyzer Cell o SOEC) produce el valioso hidrógeno a partir de electricidad y agua: particularmente ecológico con la electricidad producida mediante regeneración. La pila de combustible de óxido sólido (Solid Oxide Fuel Cell o SOFC) trabaja en la dirección opuesta: En este caso, la SOFC produce energía eléctrica a partir del hidrógeno y el oxígeno del aire. La pila de combustible de óxido sólido, con un rendimiento de alrededor del 85 %, es especialmente adecuada, gracias a sus dimensiones, para el suministro de energía descentralizado en edificios, industria, comercio y fábricas. Por regla general, puede emplearse con flexibilidad con hidrógeno, biogás o gas natural. VDM Metals ha desarrollado materiales adecuados para las pilas de combustible y las células de electrólisis con el VDM® Crofer 22 H y el VDM® Crofer 22 APU que ya se han convertido en la referencia mundial.

Aprovechar la energía del sol para generar electricidad puede conseguirse siguiendo diferentes vías. Los paneles fotovoltaicos son un ejemplo muy extendido de ello, ya que se utilizan tanto en entornos privados como industriales para generar electricidad. Pero existen además otras posibilidades, en particular en regiones con una irradiación solar superior a las 3000 horas al año (como, en el sur de España, norte de África o California, EE. UU.): en este caso se usan centrales termosolares. Estas centrales concentran la luz solar, utilizando miles de espejos, en sistemas de tuberías (Solarreceiver) en los que la radiación es absorbida por un fluido que transmite el calor: aceite térmico, vapor o sal líquida. A través de un intercambiador de calor, el vapor de agua mueve una turbina de vapor con su generador para producir electricidad verde. Una variante de las centrales CSP son las centrales solares de torre. En este caso, los espejos están colocados alrededor de una torre en cuyo punto más alto se encuentra el dispositivo de absorción. Si se utiliza sal fundida como medio de transferencia de calor en el sistema de tuberías, puede alcanzar temperaturas superiores a 500 °C. Debido a estas altas temperaturas en combinación con fluidos que pueden ser muy corrosivos, se exige el uso de materiales para altas temperaturas, como el VDM® Alloy N06230 o el VDM® Alloy 625, entre otros.

Los materiales de VDM Metals no se utilizan en las propias células, sino en la producción de silicio policristalino, el material básico de las células solares policristalinas. Aquí, el material básico pasa por un complejo proceso de producción en el que la temperatura puede elevarse a más de 1.000 °C. La construcción de los reactores correspondientes necesita cada vez más el uso de materiales para altas temperaturas como la VDM® Alloy N08120.

La biomasa puede utilizarse en forma sólida, líquida y gaseosa para la generación de electricidad y calor y para la fabricación de biocombustibles. En comparación con los combustibles fósiles, como el carbón o el petróleo, genera menos emisiones de CO₂. La recuperación de las sustancias contenidas en la biomasa en los ciclos de reciclaje plantea demandas especiales para su procesamiento, al igual que para las instalaciones en las que se realizan dichos procesos.  Por un lado, durante el proceso se genera gas que, por ejemplo, puede utilizarse para la generación de electricidad y, por el otro, se recuperan otros valiosos recursos como, por ejemplo, el fósforo, que puede añadirse a su vez al ciclo de materiales. Las instalaciones requieren disponer de materiales que sean resistentes al calor, la presión y la oxidación. VDM Metals, con sus materiales polivalentes, es el socio preferente para el desarrollo y la expansión de las energías alternativas. Uno de los procedimientos utilizados consiste en el reciclaje de materiales de los lodos residuales mediante el calentamiento de la masa húmeda en agua supercrítica que se escinde en gas de síntesis. Mediante ese proceso, se reciclan todos los materiales sólidos del lodo residual, tales como minerales, sales de metales pesados y fósforo. En este moderno proceso también son necesarios los materiales especiales de VDM Metals, entre otros el VDM® Alloy 602 MCA, ya que se requieren temperaturas de más de 600 grados y presiones de hasta 250 bares.

La electricidad producida sobre todo en los parques eólicos marinos tiene que transportarse a menudo a grandes distancias. Debido a las grandes cantidades de electricidad, los cables de alta tensión se calientan y se hunden, lo que en inglés se denomina sagging. Este efecto puede evitarse con VDM® Alloy 36 Powerline. Este material de alto rendimiento se distingue por una dilatación térmica cuatro veces menor y una gran resistencia mecánica, por lo que permite un aumento de la potencia suministrada. Para el suministro eléctrico, esto significa que mediante líneas eléctricas con más rendimiento aumenta la capacidad de la red eléctrica.

La energía geotérmica, o geotermia, es la energía calorífica existente debajo de la superficie de la tierra: cuanta más profundidad se alcance, mayor calor se consigue. Existe gran cantidad de procedimientos y posibilidades de uso para aprovechar la energía geotérmica natural existente.

Para su empleo para la generación de electricidad se construyen centrales geotérmicas. En este caso, se bombea hacia la superficie el agua caliente bajo presión contenida en tuberías procedentes de capas calientes a gran profundidad, los acuíferos. Las profundidades típicas se sitúan entre 3000 y 5000 metros. La temperatura aumenta alrededor de 3 ºC cada 100 metros de profundidad. En la superficie, el agua transmite su calor a un intercambiador de calor, que lo convierte en vapor e impulsa una turbina con un generador. La composición de las capas de roca y las altas temperaturas requieren unos materiales especiales para los largos sistemas de tuberías y bombas. Los materiales de VDM Metals son ideales para esta tarea, como, por ejemplo, el VDM® Alloy 625.

Los requisitos tecnológicos de materiales de alto rendimiento para turbinas estacionarias son comparables a los de los motores de aviación. Aquí también se necesitan las propiedades especiales de las aleaciones de níquel para controlar el proceso y optimizar la eficiencia de los agregados. El VDM® Alloy 617, el VDM® Alloy 75 y el VDM® Alloy C-263 se emplean en distintos componentes de las turbinas de gas estacionarias. Aquí se encuentran las cámaras de combustión, productos intermedios para anillos, juntas de estanqueidad y piezas de montaje, y también la zona de transición de la cámara de combustión a las turbinas.

Para cumplir con las estrictas normas de la Organización Marítima Internacional (OMI), los gases de combustión limpios en la flota de buques se han vuelto imprescindibles. Las plantas de depuración de los gases de escape son una solución económica y respetuosa con el medio ambiente para eliminar los óxidos de azufre contenidos en los gases de escape de los buques y, así, proteger la limpieza del aire y el medio ambiente.

• Aquí encontrará más información sobre las plantas de desulfuración de los gases de escape.

Las mallas metálicas de aleaciones de níquel-cobre o níquel-manganeso sirven como catalizadoras para el tratamiento de aguas residuales y la desinfección. Actúan en los tratamientos de superficies que llevan a cabo los clientes o solas gracias a la composición de su aleación.

La energía nuclear se considera una tecnología puente. La seguridad y la fiabilidad son los principios fundamentales de la obtención de energía nuclear. Ya sea en la construcción de plantas, en el reprocesamiento de elementos combustibles o en el sector del mantenimiento y la reparación, VDM Metals le ofrece los sistemas de materiales apropiados. El VDM® Alloy 690, el VDM Neutroshield® o el VDM Fm52i® son materiales que se suelen utilizar en la construcción de centrales eléctricas y en el marco del reprocesamiento. En función de los requisitos de cada cliente, VDM Metals lleva a cabo varias pruebas y controles para cada producto en los que se puede comprobar de cerca y garantizar el cumplimiento de las propiedades mecánicas y anticorrosivas requeridas. De esta forma, la empresa contribuye a una producción segura y eficaz de la energía nuclear.