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Anualmente, generamos en torno a 51.000 millones de toneladas de gases de efecto invernadero en nuestro planeta, de las cuales aproximadamente 36.400 millones están relacionadas con la generación de energía, según datos de la IEA publicados en 2022). De éstas, 7.500 millones de toneladas (es decir, casi el 15% del total de emisiones) proceden de la combustión de gas natural, que es el principal combustible empleado en diferentes industrias, como el sector del vidrio.

El compromiso adquirido por Naciones Unidas en el Acuerdo de París (2015) establece una reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero en un 45% para 2030 y alcanzar las cero emisiones en 2050. Teniendo en cuenta la inercia del sector del vidrio, donde la vida media de un horno de vidrio se sitúa entre los 12 y 15 años, se debe comenzar a desarrollar ya la tecnología que permita realizar esta transición en los tiempos definidos.

Hoy en día, el principal vector energético que se postula para realizar esta sustitución es el hidrógeno, ya que se conoce la tecnología para generarlo (electrolisis) y en su combustión posterior, se genera agua, que es una sustancia inocua para el medio ambiente. No obstante, existen numerosos retos asociados al trabajo con esta sustancia.

El hidrógeno es un gas a temperaturas por encima de los -253ºC y en condiciones ambientales tiene una densidad de 0.09 kg/m3. Por ello, a pesar de que su combustión por cada kg produce tres veces más energía que la de gas natural, dada su reducida densidad a temperatura ambiente, requiere revisar al alza los caudales de alimentación a los hornos para mantener la misma potencia de los quemadores. Además, su velocidad de combustión es del orden de 7 veces mayor que la del gas natural, y genera una temperatura de llama más alta, lo que en circunstancias normales aumenta la proporción de generación de gases NOx (óxidos de nitrógeno) si la combustión se realiza con aire por su contenido en nitrógeno, siendo estas sustancias muy contaminantes.

Existen numerosas propiedades del proceso de combustión, similares a las ya mencionadas que, en los hornos de fusión de vidrio, se ven alteradas por esta sustitución y por tanto deben ser investigadas en detalle. Para reducir o eliminar su impacto, deben analizarse. Desde la modificación del diseño de los quemadores para homogeneizar las temperaturas en el horno o minimizar la generación de gases NOx, a las modificaciones en la alimentación y evacuación de gases de escape en el interior del horno, a fin de evacuar el agua que aparece en la reacción química de combustión del hidrógeno, pasando por la geometría de los hornos, los materiales de las tuberías de transporte del hidrógeno,  el estudio del comportamiento del vidrio fundido en su interior que en su superficie estará en contacto con moléculas de agua o incluso la instrumentación del horno.

Por último, y no menos importante, desde el punto de vista de la seguridad, se debe tener en cuenta que la energía de ignición del hidrógeno es 14 veces menor que la del gas natural, lo que supone un riesgo de inflamación mucho mayor. Además, la molécula de hidrógeno tiene un tamaño muy pequeño, lo que le hace ser mucho más difícilmente confinable. Por todo ello, la implantación de este gas como nuevo vector de energía, implica una revisión no solo de los diseños de los equipos y de la forma de realizar la integración de estos, sino también, una revisión de todos los protocolos de seguridad asociados a su manejo.

Para superar estos obstáculos, es necesario promover la colaboración interdisciplinaria entre ingenieros, científicos, tecnólogos y líderes de la industria con el fin de llevar adelante proyectos que permitan investigar a fondo y desarrollar soluciones viables y asequibles.

El proyecto H2Glass nace con este espíritu de intentar resolverlos retos desde el sector del vidrio y del aluminio, y reúne a 23 socios estratégicos en Europa para desarrollar la tecnología de implantación del hidrógeno en un tiempo relativamente corto de 4 años, en los cuales 5 empresas del sector del vidrio en sus distintas versiones de contenedores, fibra de vidrio y vidrio plano, van a tratar de abordar esta problemática para facilitar la transición a los objetivos de la unión europea de cero emisiones en 2050. Además, se busca que estas soluciones sean luego trasladables a otras industrias.

La inversión en investigación y desarrollo (I+D) y la apuesta por proyectos a largo plazo se vuelven pilares fundamentales en este contexto. Solo al unir conocimientos, recursos y perspectivas de diversos campos podremos forjar un camino hacia un futuro más sostenible para el sector industrial y la sociedad.