El primer horno solar industrial del mundo para fundir acero sin combustible ni electricidad.

En lugar de gas o electricidad, Panatère se está preparando para utilizar la luz solar directa para reciclar el acero. Se ha equipado con un potente horno solar de concentración, que le permitirá fundir metal con costes ambientales y energéticos cercanos a cero. El horno solar podría derretir hasta 400 toneladas de acero reciclado cada año.

Panatère utilizará este horno solar construido en Taskent durante la era soviética para fundir acero. El antiguo horno solar de alto secreto podría derretir hasta 400 toneladas de acero reciclado cada año. Aquí, la vista trasera de un campo solar de helióstatos, escalonados en la ladera de una colina, refleja la luz solar en un enorme sistema de espejos cóncavos, visto entre ellos, que reenfoca la luz solar concentrada en el horno solar más pequeño (centro) frente a él. CRÉDITO DE IMAGEN@ ATLAS-DE-LUGARES-DIGITAL-SAMIZDAT-SOLAR-HORNO 

La empresa suiza de microtecnología Panatère, fabricante de componentes de relojería y empresa de reciclaje de acero con sede en Saignelégier, ha anunciado que próximamente inaugurará su horno solar industrial de concentración. Un modelo piloto -y una primicia mundial- que permitirá fundir acero verde, localmente, para producir componentes para los sectores relojero, médico y aeronáutico.

Fundir acero con energía solar es la apuesta que Panatère está a punto de ganar. Fabricante de componentes para relojes de acero y acero inoxidable, la empresa será en unos meses la primera del mundo en utilizar un horno solar industrial para fundir metal.

“Nuestro material se reciclará al 100 % y se fundirá con energía renovable”, dice con orgullo Liselotte Thuring, directora de proyectos. En lugar de obtener barras de metal recicladas de China, Panatère planea producir y utilizar su propio acero. Además de sus propios residuos, la empresa recogerá localmente, en una superficie de 50 km2, su materia prima (astillas y otros residuos) de las empresas de transformación de maquinaria de la región en forma de lingotes. Luego se utilizarán para su propia producción o se venderán a empresas similares involucradas en otros campos de actividad.

Costos ambientales y energéticos casi nulos

Por primera vez, el acero se reciclará industrialmente solo con el calor del sol. El horno solar podría derretir hasta 400 toneladas de acero reciclado cada año. Los lingotes serán reutilizados por Panatère o vendidos a otras empresas.

El horno alcanzará una temperatura de 2.000°C, más que suficiente porque el punto de fusión del acero, el acero inoxidable y el titanio está entre 1.400 y 1.700°C. Para ello, el dispositivo deberá concentrar la potencia de la radiación solar en un único punto con la ayuda de unos espejos.

La región de Taskent tiene un recurso solar (DNI) muy alto durante todo el año. Aquí se ve la parte trasera del reflector secundario (izquierda) y los reflectores del espejo primario (helióstatos) están escalonados colina arriba (derecha) IMAGEN@ ATLAS-DE-LUGARES-DIGITAL-SAMIZDAT-SOLAR-HORNO

Este es el principio de la ‘energía solar concentrada’, que también se utiliza en plantas termodinámicas y hornos científicos. La instalación industrial de Panatère es, por lo tanto, una primicia mundial. El acero nunca se ha fundido comercialmente usando solo la energía del sol.

Desarrollado en colaboración con la École polytechnique fédérale de Lausanne, el horno solar de Panatère tendrá 15 m de ancho y 6 m de alto. Consiste en dos superficies cubiertas con espejos dispuestos de manera diferente. El primero, completamente plano, dirige los rayos hacia el segundo, cóncavo. Este último genera un haz de luz muy focalizado dirigido a la celda en la que se encuentran los metales a fundir.

Panatère planea fundir 50 toneladas de acero y titanio a partir de 2023. Espera aumentar este volumen a 400 toneladas/año para 2026, gracias a la creación de un ‘Centro de Procesamiento Solar de Metales’ que operará con 4 hornos solares en un solo lugar.

En comparación con el acero nuevo, el acero reciclado gracias al sol permitiría dividir la huella de carbono del negocio en 165, promete la compañía. Los costes y las tasas de producción no dependerán de los precios del gas y la electricidad, sino únicamente de la climatología, que en última instancia no es tan restrictiva en el contexto actual. La inversión asciende a más de 25 millones de euros y se espera que el primer horno solar entre en funcionamiento antes de que finalice el año.

Alcanzando temperaturas entre 250 °C y 3000 °C, el horno solar industrial es la versión mejorada de las cocinas solares domésticas y las cocinas solares profesionales desarrolladas para la artesanía.

Operando según el principio de concentración de la radiación solar, las ventajas son que la energía utilizada es inagotable y no contaminante, la pureza química es alta (ideal para experimentos, no hay gas de combustión) y las altas temperaturas se alcanzan rápidamente. La desventaja es que depende del sol.

Algunos de los mejores DNI de Uzbekistán para esta forma térmica de energía solar se encuentran lejos de la región de Tashkent, donde se construyó este horno solar en la era soviética, pero a lo largo de la meseta entre las antiguas ciudades persas de Bukhara y Samarcanda en la Ruta de la Seda.

El fundador de Panatère, Raphaël Broye, tuvo la idea de transformar un problema en una solución ecológica hace cinco años. “Hemos estado activos en la subcontratación de relojería durante unos cuarenta años y hace cinco años nos enfrentamos a grandes problemas con el suministro de acero de calidad”, explica. “Nos pusimos en contacto con varios grandes productores de acero en Europa, pero nos enfrentamos a problemas de cantidad. Nuestra petición no interesó a nadie. Aquí es donde tuvimos la idea de crear una red de socios de la relojería y la subcontratación médica en el arco del Jura para poner en común la recogida de nuestros residuos. Todos hemos instalado contenedores de clasificación y recogida en las puertas de nuestras fábricas y, una vez agrupados todos nuestros residuos, después de cuatro años hemos conseguido armar un primer lote de 50 toneladas”.

En diciembre de 2021, la empresa fundió su primer lingote con energía solar en el horno solar industrial de Odeillo, en los Pirineos franceses .

Horno solar Parkent de Uzbekistán

Parkent es uno de los dos hornos solares más grandes del mundo (junto con el de Odeillo en Francia). Puesta en marcha en 1987, Parkent es un poco más grande, con una superficie de espejo de 1.840 m2 (frente a 1.830 m2), pero no se beneficia de la misma intensidad solar incidente porque la altitud es menor (1.050 m frente a 1.600 m), por lo que es menos potente, con un máximo útil de 700 kW en lugar de los 1.000 kW de Odeillo. Por otro lado, la calidad óptica es similar, con una densidad de potencia máxima de 1.000 W/cm2, lo que permite superar los 3.000°C según el experimento.

La Academia de Ciencias de Uzbekistán, a través de su Laboratorio de Física Solar, realiza allí investigaciones sobre temas como la síntesis de nuevos óxidos refractarios (más de 160 materiales sintetizados, incluida la alúmina) y el desarrollo de láseres de bombeo solar.