Usted trabaja en el ámbito del control y la optimización de sistemas de energías renovables e hidrógeno verde. ¿Cómo comenzó a especializarse en esta línea de investigación y qué desafíos busca resolver con su trabajo?
Empecé a trabajar en el control automático, es decir, en el control de procesos industriales, como calderas o la industria alimentaria, y en sistemas de energías renovables. Comencé en energía termosolar y después entré en el mundo del hidrógeno. En todos estos sistemas es necesario un control que permita operar cada proceso de forma óptima y automática.
Entré en el mundo del hidrógeno controlando las pilas de combustible, los equipos que utilizan hidrógeno para generar electricidad, y su integración con las energías renovables, que es muy importante. Cuando empecé todavía no se hablaba de hidrógeno verde, pero hoy lo importante es el hidrógeno producido con energías renovables. Ahora trabajo en optimizar los procesos para generar hidrógeno con energías renovables y utilizarlo de forma limpia.
Andalucía se ha convertido en una de las comunidades con mayor potencial para el desarrollo de las energías renovables y el hidrógeno verde. ¿Qué oportunidades ofrece este contexto para la investigación que desarrolláis desde la Escuela Superior de Ingeniería?
Ahora mismo hay un potencial enorme para el hidrógeno verde. Yo empecé a trabajar en estos temas hace 20 años y éramos un poco bichos raros los que trabajábamos en hidrógeno en Andalucía.
Hay varios grupos de investigación en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Sevilla y también en Huelva. Además de la universidad, en Huelva está el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial, que lleva casi 30 años trabajando en este ámbito.
Ahora mismo estamos en un momento álgido que no debemos desaprovechar, para que no nos pase como con la fotovoltaica. España fue fabricante de paneles fotovoltaicos y al final toda la producción acabó en Asia. Con el hidrógeno no debería ocurrir lo mismo. Tenemos un potencial enorme y grupos de investigación punteros a nivel internacional, por lo que es necesario fomentar y apoyar a las empresas que desarrollan su tecnología desde aquí y fabrican electrolizadores en España, para no limitarnos a comprar tecnología del exterior, sino también desarrollarla.
También es un momento clave para las empresas que quieran utilizar hidrógeno. El hidrógeno renovable todavía es caro de producir porque la demanda sigue siendo limitada. Si las empresas apuestan por él, contribuirán a que los costes bajen más rápidamente.
Una de sus líneas de trabajo se centra en optimizar el funcionamiento de sistemas energéticos. ¿Qué relevancia tiene esa optimización para conseguir que las energías renovables sean cada vez más eficientes y competitivas?
Cualquier tecnología que se quiera implantar necesita operar de la forma más óptima y eficiente posible.
Por ejemplo, en el hidrógeno verde obtenido mediante energía fotovoltaica, que es con la que más trabajo, la integración entre la fotovoltaica y los electrolizadores es fundamental. Los electrolizadores son los equipos que producen hidrógeno utilizando electricidad renovable a partir del agua y son equipos complejos que hay que hacer funcionar correctamente.
Normalmente están diseñados para trabajar en un punto estacionario, mientras que la generación renovable cambia continuamente. La radiación solar varía a lo largo del día y acoplar una generación variable con un equipo que necesita trabajar de forma constante es uno de los grandes retos.
Si no se hace bien, el equipo se degrada. Los electrolizadores son muy costosos, especialmente los de varios megavatios, por lo que una mala operación reduce su vida útil.
Precisamente en eso trabajamos en mi grupo: en el control automático de electrolizadores conectados a fuentes renovables variables. La idea es que, tanto en electrolizadores como en pilas de combustible y otros sistemas que utilizan hidrógeno, el control automático sea capaz de adaptar ese funcionamiento estable a una generación intermitente.
Al final, se puede invertir mucho dinero en un equipo, pero si no opera correctamente, será menos eficiente y se degradará antes.
La investigación universitaria desempeña un papel clave en la transición energética. ¿Qué importancia tiene la colaboración con universidades para que estos avances lleguen a convertirse en soluciones reales?
Eso es clave. Quien conoce la universidad por dentro sabe que no es solo dar clases. La mayoría de los profesores dedicamos gran parte de nuestro tiempo a investigar y, en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería, tenemos una tradición muy consolidada de colaborar con las empresas. No entendemos una investigación aislada en nuestros despachos, sino que queremos que lo que hacemos tenga aplicación e interés.
Muchas empresas e instituciones trabajan con nosotros porque están interesadas en nuevos desarrollos. Cuentan con la universidad para resolver problemas y conocer lo que se está investigando para aplicarlo en sus productos y servicios.
A veces es la empresa la que plantea una necesidad y viene a nuestro grupo de investigación; otras veces somos nosotros quienes desarrollamos algo que puede interesarle y alcanzamos acuerdos para impulsar proyectos que tengan un beneficio para la sociedad.
En el ámbito de la transición energética todavía queda muchísimo por hacer.
Habéis participado en proyectos como U5-Space, logrando integrar una pila de combustible de hidrógeno verde en una aeronave no tripulada. ¿Qué supone este avance y qué aplicaciones puede tener en otros ámbitos de la movilidad sostenible?
Este es un proyecto muy bonito desarrollado con la empresa Zelenza, dentro de un consorcio con otras empresas españolas y universidades. En Sevilla desarrollamos un dron impulsado por hidrógeno. La idea de utilizar hidrógeno es aumentar la autonomía respecto a un dron puramente eléctrico.
Se trata de un dron híbrido, con despegue vertical y alas. Despega verticalmente y, una vez alcanza altura, vuela aprovechando la sustentación de las alas, lo que permite una autonomía mucho mayor.
Desarrollamos este sistema con una batería y una pila de combustible, de forma que ambas fuentes de energía proporcionan la potencia eléctrica a los motores. Es una tecnología novedosa porque utiliza una energía limpia: el hidrógeno se obtiene a partir de energías renovables, como la fotovoltaica, y cuando se utiliza únicamente genera vapor de agua.
Las aplicaciones son muchísimas: detección y extinción de incendios, vigilancia, agricultura, cosecha, fumigación e incluso usos militares, aunque nosotros no trabajamos en esa línea. Lo que queremos demostrar es que el hidrógeno puede utilizarse en aeronaves y que, en un futuro, podamos ver también aviones comerciales funcionando con hidrógeno.
Para finalizar, ¿cuáles son las principales líneas de investigación en las que estáis trabajando actualmente y qué retos considera prioritarios para el desarrollo del hidrógeno verde en los próximos años?
Nuestro grupo se centra en el control automático. Desarrollamos nuevas técnicas de control que permitan que los sistemas sean más eficientes. Otros grupos de investigación trabajan en los materiales para pilas de combustible o electrolizadores, o en el diseño térmico de estos equipos.
En nuestro caso, los retos están relacionados con nuevas metodologías de control que optimicen el funcionamiento de los sistemas, ya que eso redunda en una mejora de su eficiencia.
Existen muchos retos en el hidrógeno. Quizás uno de los principales sea el almacenamiento. El hidrógeno tiene un alto poder calorífico, pero una baja densidad energética, por lo que es necesario comprimirlo a altas presiones para hacerlo competitivo.
En definitiva, todo en relación con el almacenamiento y el transporte. Es fundamental que, una vez producido, se integre con las redes de gasoductos existentes o se construyan nuevas redes que permitan llevarlo hasta las industrias donde vaya a utilizarse.
