María José Montes Pita, catedrática de Ingeniería Energética en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de la UNED, se encuentra al frente de una investigación innovadora que aborda uno de los desafíos más significativos en el ámbito de la energía solar de concentración: la mejora en la generación y transferencia de calor a altas temperaturas. Su trabajo actual, que se centra en el uso de gases presurizados y nuevos diseños de receptores, promete aumentar la eficiencia de estos sistemas y ampliar sus aplicaciones industriales.
Este avance ha captado la atención del sector energético y fue destacado recientemente en una entrevista publicada por SolarPACES. En ella, Montes Pita expone las claves de su investigación y su potencial para el desarrollo de tecnologías solares avanzadas. La investigadora señala que “cuando buscamos alcanzar temperaturas más altas y mejores eficiencias, los fluidos térmicos convencionales presentan limitaciones importantes”. Estas restricciones han llevado a su equipo a investigar alternativas que superen los problemas asociados con fluidos tradicionales como el vapor, aceites térmicos o sales fundidas.
Innovaciones en el uso de gases
En este contexto, el uso de gases se presenta como una opción con ventajas significativas. “Son monofásicos en un amplio rango de temperaturas y no sufren problemas como congelación, degradación o corrosión”, explica Montes Pita. Sin embargo, su aplicación no es sencilla: “no son buenos transmisores de calor y pueden presentar pérdidas significativas de presión”.
La propuesta clave consiste en presurizar esos gases, lo que mejora su comportamiento térmico. “Al aumentar la presión, sus propiedades térmicas mejoran ligeramente y su densidad aumenta, permitiendo reducir la potencia necesaria para bombearlos”, indica. Este enfoque se complementa con un rediseño de los sistemas hacia geometrías compactas, que permiten aumentar el área de transferencia de calor mientras se minimizan las pérdidas.
Colaboraciones e implicaciones industriales
Este trabajo se desarrolla bajo el marco de una Beca Leonardo, otorgada por la Fundación BBVA, así como del proyecto ACES4NET0, un programa liderado por IMDEA Energía que reúne diversas instituciones académicas y empresas. “El objetivo del proyecto es contribuir a la descarbonización mediante el uso eficiente de energía solar concentrada para producir calor industrial, hidrógeno y combustibles sostenibles”, aclara Montes Pita.
La UNED participa activamente tanto en el desarrollo experimental —con la instalación de captadores Fresnel en su campus— como en investigaciones sobre gases presurizados y sistemas de almacenamiento.
Nuevas perspectivas en diseño y tecnología
El uso de gases presurizados también requiere repensar el diseño de los receptores solares. En lugar del sistema tubular tradicional, se están explorando receptores compactos con microcanales, una tecnología ya consolidada en otros sectores. “Los intercambiadores compactos son efectivos cuando trabajamos con gases”, afirma Montes Pita. Un receptor más pequeño puede llevar a una reducción en la superficie espejo necesaria, disminuyendo así los costos iniciales.
A través del análisis realizado, el dióxido de carbono (CO?) emerge como una opción prometedora debido a su alta densidad comparativa frente a otros gases dentro ciertos rangos operativos. Esto permite reducir las penalizaciones asociadas al transporte del fluido y aprovechar tecnologías ya desarrolladas para su compresión y manejo.
Sostenibilidad e integración industrial
No obstante, otro aspecto crucial es la elección de un rango intermedio de presión, que evita muchos inconvenientes asociados tanto a condiciones atmosféricas como supercríticas. “Este rango intermedio ofrece mejoras claras en comportamiento térmico sin asumir todas las penalizaciones económicas típicas”, explica Montes Pita. “En ingeniería, muchas veces lo óptimo no es lo máximo posible, sino lo útil”. Esta filosofía busca equilibrar rendimiento, costo y viabilidad industrial.
El impacto potencial de esta investigación abarca diversos sectores industriales que requieren calor a media y alta temperatura, particularmente aquellos donde electrificar resulta complicado. Las aplicaciones son evidentes en procesos industriales como generación de vapor o secado.
A medida que avanza esta investigación, se hace evidente que trabajar con gases presurizados implica considerar todo el sistema térmico integralmente. “No se trata solo del receptor aislado; hay que pensar en toda la arquitectura térmica”, concluye Montes Pita.
Dentro este marco innovador destaca también una nueva patente, centrada en un sistema novedoso para almacenamiento térmico. La investigadora sostiene que este componente no es meramente accesorio: “Es esencial”. La propuesta incluye vasijas concéntricas aleteadas para mejorar la estratificación térmica y optimizar materiales costosos solo donde realmente son necesarios.
Evidentemente, esto culmina en un sistema compacto y escalable especialmente adaptado al uso eficiente con gases presurizados, facilitando su integración dentro del ámbito industrial contemporáneo.
Preguntas sobre la noticia
¿Cuál es el principal objetivo de la investigación de María José Montes Pita?
El principal objetivo es mejorar la generación y transferencia de calor a altas temperaturas en sistemas de energía solar de concentración, utilizando gases presurizados y nuevos diseños de receptores para aumentar la eficiencia y ampliar sus aplicaciones industriales.
¿Qué ventajas presentan los gases presurizados en comparación con fluidos térmicos convencionales?
Los gases presurizados son monofásicos en un amplio rango de temperaturas, no presentan problemas como congelación, degradación o corrosión. Al ser presurizados, mejoran sus propiedades térmicas y su densidad, lo que reduce la potencia de bombeo necesaria.
¿Qué aplicaciones industriales se pueden beneficiar de esta investigación?
La investigación tiene aplicaciones claras en sectores que requieren calor a media y alta temperatura, como la generación de vapor, el secado y ciertos procesos químicos, especialmente aquellos difíciles de electrificar.
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