Generadores termoeléctricos para transformar el calor volcánico en electricidad

La solución planteada ha sido demostrada con varios prototipos instalados en el volcán del Teide (Tenerife) y en el Parque Nacional de Timanfaya (Lanzarote), y ya ha sido patentada


Tesis Leyre Catalan interior

Leyre Catalán


Leyre Catalán Ros, grado internacional en Ingeniería en Tecnologías Industriales y Máster en Ingeniería Industrial por la Universidad Pública de Navarra (UPNA), ha desarrollado en su tesis doctoral por primera vez generadores termoeléctricos capaces de aprovechar el calor geotérmico de origen volcánico para producir energía eléctrica.


La solución planteada ha sido demostrada con varios prototipos instalados en el volcán del Teide (Tenerife) y en el Parque Nacional de Timanfaya (Lanzarote), y ya ha sido patentada. Las principales aplicaciones de este desarrollo son suministrar energía a estaciones de vigilancia volcánica y generar electricidad renovable, a media escala, en yacimientos de roca caliente seca, ha explicado en una nota la UPNA.


Los generadores termoeléctricos son dispositivos que permiten transformar directamente un flujo de calor en electricidad. Para ello, el elemento principal son los módulos termoeléctricos, que se encargan de realizar esa transformación gracias al efecto Seebeck. "Como la eficiencia de estos módulos aumenta con la diferencia de temperatura entre sus caras, es necesario incluir intercambiadores de calor para maximizar esa diferencia acercando la cara caliente de los módulos a la temperatura de la fuente de calor y la cara fría, a la temperatura ambiente", explica Leyre Catalán.


En esta tesis doctoral se ha realizado un profundo análisis de intercambiadores de calor y se ha concluido que los más adecuados para extraer el calor superficial del suelo son aquellos basados en el cambio de fase. "Gracias a esta solución, que está patentada, se consigue maximizar el salto de temperaturas disponible sin ningún equipo auxiliar (bombas, ventiladores...) ni partes móviles, obteniendo así un equipo muy robusto y que requiere un mantenimiento mínimo", señala.


La tesis 'Design and experimental development of thermoelectric generators for shallow geothermal anomalies of volcanic origin' ha sido codirigida por el catedrático David Astrain Ulibarrena y la profesora Patricia Aranguren Garacochea, ambos del Departamento de Ingeniería de la UPNA, y ha obtenido la calificación de sobresaliente 'cum laude' con mención internacional.


La tesis ha sido financiada gracias a las ayudas para la formación de profesorado universitario (FPU) del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, y se enmarca dentro del proyecto de investigación 'Diseño y desarrollo experimental de prototipos para la generación eléctrica mediante efecto termoeléctrico en anomalías geotérmicas superficiales de origen volcánico: aplicación en los sistemas volcánicos de Timanfaya (Lanzarote) y Teide (Tenerife)', ELECTROVOLCAN (RTC-2017-6628-3), cofinanciado por FEDER/Ministerio de Ciencia e Innovación,el Instituto Tecnológico de energías Renovables de Canarias (ITER) y el Instituto Volcanológico de Canarias (INVOLCAN), y en el que participan, además, el Grupo de Investigación en Ingeniería Térmica y de Fluidos de la UPNA, la Agencia Insular de la Energía de Tenerife (AIET) y el Instituto Geológico y Minero de España (IGME).


La tecnología desarrollada se ha empleado para dos aplicaciones muy diferentes. En primer lugar, ha permitido hacer autónomos los equipos de vigilancia volcánica. "El problema es que normalmente están situados en lugares remotos, donde no existe suministro de energía para los equipos de vigilancia", indica la autora del trabajo. "Aunque a veces se emplean paneles fotovoltaicos y baterías para transformar la energía del sol en electricidad, esta solución no es válida para todos los volcanes del mundo, ya que hay veces que se encuentran a altas latitudes donde no hay sol durante meses o con grandes altitudes, donde se producen nevadas que cubren los paneles fotovoltaicos e inhabilitan este tipo de suministro de energía", apunta.

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