Ventilador biónico de Ziehl-Abegg: Mejor en todos los aspectos

El director general Peter Fenkl presenta el nuevo ventilador biónico, con el que Ziehl-Abegg es pionero en el uso de bio-polímeros. (Foto: Ziehl-Abegg / Achim Köpf)

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Tabla 1

• Ahorro significativo de CO2 en la fabricación
• Menor nivel de ruido
• Reducción del consumo de electricidad en funcionamiento
• Mejor resistencia, resistencia a temperaturas, durabilidad a largo plazo y propiedades mecánicas

“Con estos ventiladores podemos ahorrar miles de toneladas de CO2 cada año para el medio ambiente”, dice el presidente del consejo de administración Peter Fenkl. Su empresa Ziehl-Abegg presenta ahora un ventilador biónico bio. El nuevo ventilador está hecho de poliamidas biológicas, basadas en aceite de ricino. Además del ahorro de CO2, hay mejoras en la resistencia, la resistencia a temperaturas y a largo plazo, así como en las propiedades mecánicas. Como en la geometría de las palas se incorporan conocimientos de la biónica, el ventilador también es más silencioso y eficiente, reduciendo así los costes de electricidad y las emisiones de ruido en funcionamiento.

Por ejemplo, la nueva innovación se utiliza en tecnología de refrigeración (cadena de frío para alimentos hasta el supermercado), en calefacciones, bombas de calor y en enfriamiento de electrónica (centros de datos, enfriamiento de armarios de control, enfriamiento de inversores). En línea con el enfoque sostenible, el ventilador es 100 por ciento reciclable. Aunque la huella de CO2 se minimiza claramente, hay ventajas para los diseñadores de dispositivos: el ventilador tiene una mayor resistencia química, una mejor capacidad de resistencia a golpes térmicos y es resistente al agua caliente y al vapor.

Hace 20 años, el “café justo” era solo algo para exóticos, ahora cada vez más personas revisan mensajes publicitarios, rutas de transporte y procesos de fabricación. Por ello, el ventilador bio biónico puede tener un carácter ejemplar, aunque actualmente su precio sea más alto que el de productos derivados del petróleo. Como los datos de rendimiento del dispositivo y las dimensiones son iguales a los de ventiladores convencionales, no existen obstáculos técnicos, pero sí es necesario sensibilizar al mercado sobre este producto y sus propiedades ambientales positivas.

Desde el punto de vista técnico, el ventilador bio biónico ofrece varias ventajas además de su beneficio para el medio ambiente: como, por ejemplo, una absorción de agua muy baja en comparación con productos derivados del petróleo, una vida útil mucho más larga y una mejor resistencia química. “Ziehl-Abegg, como pionero en el desarrollo de ventiladores, también lidera en el uso de polímeros biológicos”, dice el presidente del consejo de administración Fenkl.

1. Biónica (bajo nivel de ruido y bajo consumo de energía)

Los desarrolladores de Ziehl-Abegg han estudiado numerosos animales cuyos cuerpos están optimizados para la ventilación de agua o aire. Los ingenieros encontraron inspiración en el ave rapaz más silenciosa: la lechuza.

¿Por qué la lechuza es tan silenciosa? Las lechuzas cazan de noche, cuando las condiciones de visibilidad son muy malas. Por eso, localizan a sus presas con el oído. Y esto solo funciona si vuelan de forma extremadamente silenciosa. ¿Cómo lo logran? Por ejemplo, una lechuza de vela pesa casi lo mismo que una paloma. Sin embargo, sus alas son mucho más grandes y más curvadas. Esto proporciona al ave mucho más sustentación a velocidades más bajas. Las palomas, en cambio, tienen que batir las alas con mucha fuerza, por lo que son audibles a distancia. Además, en el extremo de las alas de las lechuzas hay franges. Esto hace que los flujos de aire en la parte superior e inferior de las alas golpeen suavemente en el borde trasero de las alas, reduciendo el ruido. Por eso, el borde trasero de la pala del ventilador está dentado.

Pero no solo en la lechuza los desarrolladores del producto observaron con atención: las águilas, buitres y cigüeñas colocan plumas individuales en las alas, lo que provoca que pequeñas remolinas se formen en cada punta de pluma, reduciendo la resistencia del ala. Esto también se puede ver en los aviones, cuyos alerones ahora tienen un pequeño pliegue en el extremo (winglet). En Ziehl-Abegg, las palas de los ventiladores de lechuza llevan años con un pliegue en el borde.

La combinación de varias características biónicas en un ventilador también reduce el consumo de energía en funcionamiento.

2. Material biológico en el ventilador (evitación de CO2 en la fabricación)

Las materias primas renovables contribuyen a reducir las emisiones de CO2 mediante la sustitución de recursos fósiles. La pala del ventilador está compuesta en más del 60 % por Sebazinsäure, una materia prima renovable obtenida del aceite de la planta de ricino.

El aceite de ricino, también conocido como ricino (CAS nº 08001-79-4), es un aceite vegetal obtenido de las semillas del árbol tropical de ricino (Ricinus communis), una planta de la familia de las euforbiáceas. Es un triglicérido y también se llama en farmacia Oleum Ricini, Oleum Ricini virginale o aceite de ricino (en inglés, castor oil, pero también ricinus oil o oil of Palma Christi).

En zonas templadas, la planta crece como una planta anual herbácea, en los trópicos como una planta perenne. La planta crece rápidamente y, en condiciones ideales, alcanza entre tres y cinco metros en tres a cuatro meses. En climas tropicales, puede alcanzar alturas de hasta 13 metros después de varios años y formar un tronco leñoso. En climas estacionales, la planta muere cada año por encima del suelo y vuelve a brotar con la exposición solar adecuada.

El árbol milagroso también crece en un clima semiárido (del latín aridus = seco, árido), por lo que puede soportar sequías. El principal país productor de aceite de ricino es India, que aporta aproximadamente el 60 % de la producción mundial con 750.000 toneladas anuales. Otros países productores importantes son China y Brasil.

El aceite de ricino se obtiene mediante el cultivo en suelos con bajos niveles de nutrientes y no compite con la producción de alimentos. El árbol milagroso o el aceite de ricino no son alimentos.

El procesamiento del poliamido biológico es posible en máquinas convencionales y con parámetros de proceso ajustados, igual que con plásticos tradicionales.

Como el árbol de ricino absorbe CO2 durante su fase de crecimiento, las emisiones de CO2 en comparación con los plásticos a base de petróleo se reducen en dos tercios. Se trata, por tanto, de un ahorro de CO2 significativo. El presidente del consejo de administración, Peter Fenkl, afirma: “Gracias al uso de materias primas vegetales que ya han absorbido CO2 durante su crecimiento, la huella de carbono del material en conjunto es mucho más favorable que la de los polímeros basados en recursos fósiles”. Incluso considerando toda la pala del ventilador (incluyendo un 30 % de fibra de vidrio), el ahorro de CO2 sigue siendo del 40 %.

Como más del 60 % del material proviene de materias primas renovables, el material cumple con la definición habitual de bioplástico.

Los llamados biopolímeros forman parte de las iniciativas de mercado principal de la Comisión Europea, siempre que se cumplan las siguientes condiciones: una producción industrial suficiente y que no compitan con la producción de alimentos. Esto se cumple en el caso de los biopolímeros basados en aceite de ricino.

3. El material biológico reduce el peso del ventilador

El ventilador bio es un 6 % más ligero en comparación con un producto de PA6 GF30 (base fósil). Esto se debe a una reducción del 5 % en densidad y a una menor absorción de humedad en un 1 %, ya que el PA 6 GF 30 tiene una densidad de 1,36 y una absorción de humedad del 2,1-2,3 %, mientras que el material biológico con GF30 tiene una densidad de 1,31 y una absorción de humedad de 1,2 %.

4. El material biológico aporta varias propiedades positivas

Para los clientes, el nuevo material ofrece numerosas ventajas, ampliando las posibilidades de uso de este ventilador.

• Mayor resistencia química (resistencia a grietas por tensión bajo la influencia de productos químicos agresivos)
  
• Resistente al agua caliente y al vapor (alta resistencia a la hidrólisis)
  
• Absorbe un 50 % menos de humedad
  
• Más estable dimensionalmente
  
• Mejor resistencia a golpes térmicos
  
• Buen comportamiento frente al desgaste y abrasión

5. La madera no es adecuada para sustituir materiales fósiles

El uso de madera como material sustituto no es una opción para Ziehl-Abegg, ya que esto afectaría directamente a los propietarios de viviendas y edificios que utilizan madera o pellet para calefacción (ver Tabla 1).

Iniciativa de mercado principal de la UE

La Comisión Europea lanzó en 2007 la iniciativa de mercado principal (LMI) y seleccionó los productos de base biológica como uno de los seis mercados objetivo. La LMI busca, mediante medidas orientadas a la demanda, aprovechar el potencial de los productos de base biológica y aumentar su competitividad.

Falta de rentabilidad: Según los expertos consultados, la principal barrera sigue siendo el coste más alto de los productos de base biológica en comparación con las alternativas, lo que hace que el desarrollo de procesos de producción biotecnológicos sea a menudo inviable económicamente.

Contexto:
Se atribuye a los productos de base biológica un potencial importante para reducir las cargas ambientales relacionadas con la producción, mejorar la salud, ofrecer una alternativa sostenible a los recursos fósiles y garantizar la competitividad internacional de la industria alemana y europea mediante el liderazgo tecnológico. Sin embargo, actualmente, ese potencial no puede ser aprovechado en su totalidad. Entre los obstáculos se encuentran la falta de competitividad en costes, la baja aceptación en la industria de procesamiento, la dominancia del “time to market”, regulaciones restrictivas y la preferencia relativa por la utilización energética frente a la utilización material de la biomasa. La heterogeneidad de los productos y la variedad de campos de aplicación (por ejemplo, bioquímicos, lubricantes y plásticos para envases, así como en construcción o industria automotriz) dificultan una ayuda específica y adecuada.

Estrategia de alta tecnología del gobierno alemán (2006)

La estrategia de alta tecnología del gobierno alemán tiene como objetivo situar a Alemania a la cabeza de los principales mercados futuros. La planta como proveedor de materias primas es uno de los 17 campos de futuro en los que se han definido medidas de innovación política. En este marco, Alemania aspira a alcanzar en 2015 la posición de liderazgo europea en biotecnología vegetal y mejoramiento de plantas, y a ampliar significativamente el uso de materias primas renovables en la industria química.