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¿Cómo hacer más eficientes las calderas para el uso de biomasa?

Mar 8, 2017
Por: ANDREA BERMÚDEZ H. - Centro de Información Tecnológica y Apoyo a la Gestión de la Propiedad Industrial (CIGEPI - SIC)

La Superintendencia de Industria y Comercio (SIC) a través del Centro de Información Tecnológica y Apoyo a la Gestión de la Propiedad Industrial (CIGEPI) publicó en enero de 2017 el boletín tecnológico “Eficiencia de Calderas para el uso de biomasa”, aporte importante para este sector, si se tiene en cuenta que prácticamente todas las industrias requieren calderas para generar el vapor necesario como fuente de calor en sus procesos productivos.

A su vez, el uso de la biomasa como combustible permite generar energía de manera alternativa y, asimismo, solucionar los graves problemas ambientales asociados a la producción masiva de residuos agrícolas.

De esta forma, productores agropecuarios de caña de azúcar, palma africana, café y otros cultivos, han venido aprovechando los subproductos como recurso energético eficiente, y optimizando sosteniblemente la gestión, el almacenamiento y el tratamiento de los residuos.

A nivel internacional

A este nivel se encontraron 3111 invenciones en 4758 solicitudes de patente relacionadas con calderas entre los años 1864 y 2016. Sin embargo desde 1985 a la fecha se observa un crecimiento importante en la presentación de solicitudes de patente relacionadas con esta tecnología.

 

Gráfica 1. Ciclo de vida de la tecnología
 

Respecto a los países que desarrollan esta tecnología, se encontró a China como el país que ocupa el primer lugar en cuanto a la cantidad de invenciones relacionadas con calderas de biomasa, con 1664 invenciones en 2053 solicitudes; después están Japón con 330 invenciones en 593 solicitudes; Corea del Sur con 304 invenciones en 419 solicitudes; Estados Unidos con 298 invenciones en 691 invenciones; y Reino Unido con 89 invenciones en 96.



Gráfica 2. Países líderes en el desarrollo de calderas para uso de biomasa.
 

Por otra parte, se encontraron 2417 solicitantes en materia de tecnologías relacionadas con calderas para uso de biomasa; 1208 de ellos son empresas, 1111 corresponden a personas naturales y 98 figuran como organizaciones académicas.

Mitsubishi Heavy Ind. Co. Ltd. (Japón) es el solicitante líder, pues cuenta con 65 invenciones en 126 solicitudes de patente; después se encuentran la japonesa Babcock Hitachi K. K. con 41 invenciones en 84 solicitudes, Guangzhou Devotion Thermal Technology Co. (China) con 31 invenciones en igual número de solicitudes, Wuhan Kaidi Eng. Technology Res. Inst. Co. Ltd. (China) con 24 invenciones en 22 solicitudes, y la North China Electric Power University (China) con 21 invenciones en 18 solicitudes de patente.

En América Latina

En cuanto a países latinoamericanos, Brasil ocupa el lugar de privilegio con 11 invenciones en 19 solicitudes, Colombia con 5 invenciones en igual cantidad de solicitudes, seguido por Cuba y Panamá, cada uno de los anteriores con una invención en una solicitud.


Gráfica 3. Solicitantes líderes en el desarrollo de calderas para uso de biomasa.
 

En la gráfica 4 se presentan los solicitantes de patentes relacionados con esta tecnología en Colombia.


Gráfica 4. Solicitantes de patentes relacionados con calderas para uso de biomasa en Colombia.

Las principales tendencias en torno a invenciones relacionadas con calderas son: eficiencia en el diseño, con 1329 invenciones en 2891 solicitudes de patente; eficiencia en procesos de combustión, con 1051 invenciones en 2943 solicitudes; y tecnologías amigables con el ambiente, con 416 invenciones en 1151 solicitudes.


Gráfica 5. Tendencias tecnológicas.
 

Descripción de las tendencias

Eficiencia en el diseño

En esta tendencia priman las invenciones que tienen que ver con el mejoramiento de:

  • Variables de las cámaras de combustión para el uso específico de combustibles sólidos.

  • Materiales para las paredes de las calderas destinados a mejorar los índices de transferencia de calor.

  • Llamas, cenizas resultantes y estabilidad de la combustión.

  • ​Preparación de los combustibles sólidos cuyas propiedades y presentaciones son variables (sean en forma de chips, pellets, etc.).

  • Estructuras sencillas y de bajo costo, que permiten aumentar la competitividad comercial

Eficiencia en procesos de combustión

Lo más destacado en esta segunda tendencia se refiere a:

  • Métodos para iniciar y mantener la combustión que mejoran técnicas tradicionales (como la gasificación) y evolucionan hacia nuevas tecnologías (como los lechos fluidos).
  • Cámaras, parrillas, alimentadores de aire y demás accesorios involucrados en la combustión.
  • Reducir a través de mejoras en variables de combustión, como aire y combustible, las emisiones relativas a óxidos de nitrógeno, dióxidos de carbono, altas temperaturas buscando mejores eficiencias de la combustión.
  • Los desarrollos están ligados a combustibles específicos y actualmente hay una fuerte tendencia a tratar combustibles residuales de madera, plantaciones y bio-residuos, de manera simple y eficiente.

Tecnologías amigables con el ambiente

Sobre esta tercera tendencia se destacan las invenciones que buscan:

  • Proteger recursos naturales no renovables (como el agua) y reducir las emisiones de gases nocivos.
  • Diseñar parrillas, gasificadores y lechos fluidos que aprovechen los combustibles al máximo y mitiguen las emisiones.
  • Ahorrar energía mejorando la transferencia de calor y la eficiencia de la combustión.

Para conocer más información sobre las patentes presentadas a nivel internacional y nacional relacionadas con esta tecnología y las ventajas competitivas de este sector, le invitamos a consultar el boletín tecnológico Eficiencia de Calderas para el uso de biomasa en el siguiente link: http://www.sic.gov.co/boletines-tecnologicos/eficiencia-de-calderas-para-uso-de-biomasa.

Así mismo puede consultar otros boletines tecnológicos en el link: http://www.sic.gov.co/boletines-tecnologicos


 

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