Empresas Premium
María José Montes Pita, catedrática de Ingeniería Energética de la UNED, lleva años trabajando en uno de los grandes retos de la energía solar de concentración: mejorar la forma en que se genera y se transfiere el calor a altas temperaturas.
Su investigación actual, centrada en el uso de gases presurizados y nuevos diseños de receptores, abre una vía prometedora para aumentar la eficiencia energética de estos sistemas y ampliar sus aplicaciones industriales.
Este avance ha despertado el interés del sector y ha sido recientemente destacado en una entrevista publicada por SolarPACES, donde la investigadora detalla las claves de su trabajo y su potencial en el desarrollo de tecnologías solares avanzadas.
Su línea de investigación parte de una constatación clara: “cuando queremos alcanzar temperaturas más altas y mejores eficiencias, los fluidos térmicos convencionales empiezan a mostrar restricciones importantes”. Estas limitaciones han llevado a su equipo a explorar alternativas capaces de superar los problemas asociados a fluidos tradicionales como el vapor, los aceites térmicos o las sales fundidas.
En ese contexto, el uso de gases en energía solar se presenta como una opción con ventajas relevantes. “Son monofásicos en un amplio rango de temperaturas de trabajo y no presentan problemas como la congelación, la degradación o la corrosión”, explica Montes Pita. Sin embargo, su aplicación no es directa: “no son buenos transmisores de calor y la pérdida de presión puede ser significativa”.
La clave de su propuesta consiste en presurizar los gases para mejorar su comportamiento. “Al aumentar la presión, sus propiedades térmicas mejoran ligeramente y su densidad aumenta, lo que permite reducir la potencia de bombeo”, señala.
Este planteamiento se combina con un cambio en el diseño de los sistemas, apostando por receptores solares compactos que permiten aumentar el área de transferencia de calor utilizando volúmenes reducidos y minimizar pérdidas.
Este trabajo se desarrolla en el marco de una Beca Leonardo de la Fundación BBVA y del proyecto ACES4NET0, un programa de I+D liderado por IMDEA Energía que reúne a centros de investigación, universidades y empresas.
“El proyecto tiene como objetivo contribuir a la descarbonización industrial mediante el uso de energía solar de concentración en la producción de calor industrial, hidrógeno y combustibles sostenibles”, explica la investigadora.
En este contexto, la UNED participa tanto en el desarrollo experimental —con la instalación de un lazo de captadores Fresnel en el campus de Las Rozas— como en la investigación sobre gases presurizados y almacenamiento térmico.
El uso de gases presurizados en termosolar implica también replantear el diseño de los receptores solares. Frente a los sistemas tubulares tradicionales, la investigación apuesta por receptores de microcanales, una tecnología ya consolidada en otros ámbitos.
“Los intercambiadores de calor compactos son una tecnología ya consolidada cuando se trabaja con gases”, señala Montes Pita. “Si el receptor solar es más pequeño, también puede reducirse la superficie de espejos necesaria, disminuyendo los costes de inversión”.
Entre los distintos gases analizados, el CO₂ se perfila como la opción más prometedora. “El CO₂ presenta una ventaja clave: su densidad es relativamente alta frente a otros gases en ciertos rangos de operación”, explica. Esto permite reducir las penalizaciones asociadas al transporte del fluido y apoyarse en una tecnología ya madura.
Otro de los elementos clave es la apuesta por un rango intermedio de presión, frente a las soluciones tradicionales a presión atmosférica o supercríticas. “Ese rango intermedio evita muchos inconvenientes y ofrece una mejora del comportamiento térmico sin asumir toda la penalización económica”, explica.
“En ingeniería, muchas veces la solución no está en el máximo posible, sino en el óptimo útil”, añade.
El potencial de esta investigación se extiende a sectores que requieren calor industrial de alta temperatura, especialmente aquellos difíciles de electrificar. “Tiene aplicaciones muy claras en generación de vapor, secado o procesos químicos”, apunta.
Además, trabajar con gases presurizados obliga a repensar todo el sistema energético. “No se trata de pensar el receptor de manera aislada, sino como parte de una arquitectura térmica completa”, señala.
En esa línea se sitúa la patente registrada por la investigadora, centrada en un nuevo sistema de almacenamiento térmico avanzado. “El almacenamiento no es un complemento, sino una parte esencial del sistema”, afirma.
La propuesta plantea una solución basada en vasijas concéntricas aleteadas que permite mejorar la estratificación térmica, reducir pérdidas y optimizar el uso de materiales de alta temperatura.
El resultado es un sistema de almacenamiento compacto, escalable y especialmente bien adaptado al uso de gases presurizados, que facilita su integración en aplicaciones industriales y refuerza el papel de la energía solar de concentración en la transición energética.
|
.jpg)