Desde hace más de 200 años, la caldera de vapor ha sido un pilar fundamental en el desarrollo de la Revolución Industrial. Este sistema, que genera vapor mediante la quema de gas, petróleo o carbón para hervir agua, representa una parte significativa del consumo energético global en sectores como la fabricación de papel, productos químicos, farmacéuticos y alimentarios.
En este contexto, la startup AtmosZero, cofundada por Addison Stark, junto a Todd Bandhauer y Ashwin Salvi, está revolucionando el enfoque tradicional hacia las calderas de vapor. Han desarrollado una bomba de calor modular capaz de proporcionar vapor industrial a temperaturas de hasta 150 grados Celsius, diseñada para ser un reemplazo directo de las calderas de combustión.
Según AtmosZero, su primer sistema de vapor de 1 megavatio es considerablemente más económico en operación que las soluciones eléctricas disponibles actualmente. Esto se debe a su tecnología de compresores ultraeficientes, que consume un 50% menos electricidad que las calderas eléctricas resistivas. Los fundadores están convencidos de que esta innovación puede impulsar una nueva revolución industrial basada en vapor descarbonizado.
Innovación en el sector energético
Stark, quien ocupa el cargo de CEO en AtmosZero, destaca la importancia del vapor en los procesos industriales: “El vapor es el fluido de trabajo más importante jamás creado. Todo está construido alrededor de su disponibilidad. La electrificación efectiva requiere innovación escalable”. Su trayectoria comenzó en el Programa de Tecnología y Política del MIT en 2007, donde completó un máster dual incorporando ingeniería mecánica a sus estudios.
“Me interesaba la transición energética y acelerar soluciones para facilitarla”, explica Stark. Tras obtener su doctorado en ingeniería mecánica con un enfoque en biocombustibles termoquímicos, trabajó con la Agencia de Proyectos Avanzados de Investigación Energética (ARPA-E) del Departamento de Energía, centrado en tecnologías energéticas innovadoras.
Durante su tiempo en ARPA-E, Stark aplicó su formación para innovar en áreas que no habían cambiado significativamente durante décadas. Su investigación se centró en los intercambiadores de calor y cómo podrían reimaginarse utilizando avances modernos en tecnología manufacturera. El desafío es monumental: cada año se generan más de 2.2 gigatoneladas de emisiones CO2 solo por convertir agua en vapor, lo que representa más del 5% de las emisiones energéticas globales.
Caminos hacia la descarbonización
En 2020, Stark coescribió un artículo titulado “Para descarbonizar la industria, debemos descarbonizar el calor” donde exploraba oportunidades para reducir las emisiones relacionadas con el calor industrial. Esta investigación lo motivó a desarrollar una bomba eléctrica estandarizada y escalable.
A pesar del alto costo operativo asociado con muchas opciones actuales para calderas eléctricas —que también requieren costosas adaptaciones— Stark se dio cuenta rápidamente que debía actuar sobre sus hallazgos si quería verlos implementados.
"La única forma de llevar esta invención al mundo era fundar y dirigir la empresa", afirma Stark. Junto a Bandhauer y Salvi, constituyó AtmosZero en 2022 con el objetivo claro de transformar el sector energético industrial.
Eficiencia y flexibilidad operativa
"El compresor es el motor de la bomba de calor y define su eficiencia", explica Stark. La clave radica en maximizar la eficiencia operativa dentro del rango óptimo para los refrigerantes utilizados. El sistema puede operar utilizando calor residual del aire o agua, pero no depende exclusivamente de él para funcionar.
A través del ciclo innovador diseñado por AtmosZero, se utiliza aire a temperatura ambiente para calentar un material líquido que evapora un refrigerante; este proceso permite alcanzar temperaturas suficientes para hervir agua mientras se recupera calor del refrigerante a temperaturas más bajas.
"Podemos funcionar igual que una caldera convencional", asegura Stark. "Los clientes no desean cambiar sus operaciones industriales solo para electrificar". Este enfoque permite implementar sistemas sin costos adicionales significativos ni cambios complejos.
Crecimiento y proyecciones futuras
Actualmente, AtmosZero cuenta con un sistema piloto operativo de 650 kilovatios cerca de su sede en Loveland, Colorado. La empresa se centra ahora en demostrar la durabilidad y fiabilidad del sistema mientras trabaja para aumentar su capacidad productiva.
Stark menciona que una vez instalado un sistema en las instalaciones del cliente, puede estar operativo en cuestión de días sin interrupciones. Con planes ambiciosos para entregar varias unidades durante el próximo año o dos años posteriores y desplegar cientos posteriormente, AtmosZero apunta a plantas manufactureras que utilizan menos de 10 megavatios térmicos durante picos demandantes.
Satisfecho por formar parte del creciente grupo de startups vinculadas al MIT enfocadas en la descarbonización industrial —algunas especializadas como Boston Metal o Sublime Systems— Stark subraya que la oportunidad radica precisamente en la universalidad del uso del vapor: “No podemos eliminarlo; debemos encontrar formas efectivas para ofrecer vapor con bajas emisiones”.
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