El reporte de emisiones de carbono ya no es opcional para los especialistas en tratamiento térmico — se está convirtiendo en una necesidad competitiva y regulatoria. En esta entrega de Perspectivas de Sostenibilidad, Heat Treat Today examina la investigación del Profesor Fu Zhao y la candidata a Doctorado Lakshmi Srinivasan del Heat Treating Consortium de Purdue University, detallando una nueva calculadora de carbono basada en Python, desarrollada específicamente para operaciones de tratamiento térmico, cómo modela las emisiones del Alcance 1, 2 y 3 a partir de la geometría del horno y los parámetros del proceso, y cómo los especialistas en tratamiento térmico con operaciones internas pueden utilizarla para cumplir con las crecientes exigencias de transparencia con un mínimo de intervención manual.
Este artículo informativo se publicó por primera vez en Heat Treat Today’s February 2026 Annual Air & Atmosphere Heat Treating print edition.
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El reporte de emisiones se ha convertido en un paso esencial. Navegar los requisitos en un entorno político cambiante solo añade complejidad al desafío. ¿Cómo pueden los especialistas en Tratamiento Térmico mantenerse en el cumplimiento normativo? Una herramienta diseñada a través de Purdue University’s Heat Treating Consortium (PHTC, por sus siglas en inglés) podría ser la respuesta.
El consorcio ha financiado investigaciones en proyectos de tratamiento térmico que abarcan desde la eficacia de nuevos medios de temple hasta la mejora de dureza de los materiales. Hace aproximadamente dos años, las empresas miembros del PHTC solicitaron una investigación para el desarrollo de una herramienta que hiciera posible la estimación de carbono.
of Mechanical Engineering at Purdue University
of Mechanical Engineering and the School of
Sustainability Engineering and Environmental
Engineering at Purdue University
El Profesor Fu Zhao, miembro del profesorado de School of Mechanical Engineering and the School of Sustainability Engineering and Environmental Engineering at Purdue decidió asumir esta solicitud de investigación. Incorporando a la candidata a Doctorado Lakshmi Srinivasan, una destacada investigadora en el modelado de sistemas energéticos y evaluación del ciclo de vida en School of Mechanical Engineering y la School of Sustainability Engineering and Environmental, para la investigación y desarrollo de esta herramienta. “Este proyecto tiene como objetivo modelar los requerimientos energéticos del horno en función de su geometría y los parámetros de entrada de tratamiento térmico”, explicó Srinivasan. “A partir de estos flujos energéticos modelados y de los insumos asociados a la construcción del horno, calculamos las emisiones de carbono del Alcance 1, Alcance 2 y Alcance 3 asociados a la operación del horno”.
- Alcance 1: Emisiones directas de carbono derivadas del consumo de energía dentro de la planta (por ejemplo, combustión de gas natural u otros combustibles)
- Alcance 2: Emisiones indirectas provenientes de electricidad, vapor, calor o enfriamiento adquiridos
- Alcance 3: Todas las demás emisiones indirectas a lo largo de la cadena de suministro (por ejemplo, proveedores, transporte, uso del producto)
La herramienta es una aplicación de escritorio basada en Python, diseñada pensando en la escalabilidad. Dado que el desarrollo está orientado al proceso de carburizado tanto por razones de mercado como regulatorias, se encuentra altamente enfocada en las necesidades de la industria. Adicionalmente, Zhao y Srinivasan diseñaron la herramienta para que los usuarios puedan integrar características adicionales y conjuntos de datos que se alineen con nuevos requerimientos o tecnologías emergentes. También subrayaron que la arquitectura de la herramienta está pensada para su crecimiento como una aplicación basada en la web.
La facilidad de uso es un aspecto esencial. Zhao y Srinivasan han refinado la herramienta para limitar la cantidad de entradas únicas requeridas por el usuario para generar un resultado preciso. El equipo explicó que este aspecto fue particularmente desafiante, ya que se examinaron alternativas para simplificar la interfaz sin simplificar en exceso la “física subyacente”. Describieron como funcionará la versión final de la herramienta, explicando que una vez que se introduzcan los parámetros clave (tipo de horno, temperaturas de proceso, tiempo, pieza) la herramienta automáticamente calculará la energía usada y las emisiones con una intervención manual mínima.
Los miembros del PHTC, de los cuales muchos representan compañías manufactureras que cuentan con tratamiento térmico interno, han mostrado interés, proporcionando retroalimentación y recursos para dar forma al desarrollo de la herramienta. Un entusiasmo adicional se observó durante el IHEA’s annual SUMMIT en agosto de 2025, donde Srinivasan presentó el desarrollo de la herramienta. Cuando se les preguntó qué interrogantes han guiado su investigación, Zhao y Srinivasan compartieron lo siguiente:
- Versatilidad y funcionalidad: ¿Qué tan flexible es la herramienta para adaptarse a diferentes geometrías de horno, geometrías de piezas, tipos de hornos y procesos de tratamiento térmico?
- Asignación basada en piezas: ¿Cómo asigna la herramienta las emisiones de manera precisa a piezas individuales o lotes de una carga dentro del horno?
- Emisiones específicas por ubicación: ¿Cómo considera las variaciones regionales en las emisiones del Alcance 2 y Alcance 3, tales como las diferencias en la generación de electricidad o los impactos de la cadena de suministro?
Otro desafío ha sido garantizar la calibración y verificación cuidadosa de la herramienta. Para ello el equipo ha utilizado datos reales y precisos de consumo de gas natural y electricidad provenientes de operaciones de tratamiento térmico, cortesía de los miembros del PHTC, con el fin de verificar el consumo energético predicho por el modelo a temperaturas de operación definidas del horno.
Eventualmente alguna versión de esta herramienta estará disponible para usuarios fuera del consorcio. Sin embargo, actualmente, los miembros del PHTC se encuentran a la vanguardia tanto del desarrollo como del uso. Los investigadores enfatizaron este punto: “Esta herramienta es particularmente oportuna y esencial para la industria, ya que las empresas enfrentan una creciente expectativa de proporcionar reportes de emisiones transparentes y precisos”.
Si bien el mundo de las normas y regulaciones puede sentirse como un campo minado, las discusiones comparativas sobre esta herramienta revelan aplicaciones prometedoras a corto plazo para los especialistas en tratamiento térmico con operaciones internas.
