Investigadores del Instituto de Smart Cities (ISC) de la Universidad Pública de Navarra (UPNA), adscritos al Grupo de Ingeniería Térmica y de Fluidos, terminaron de instalar el pasado 31 de agosto en el Parque Nacional de Timanfaya en Lanzarote un prototipo de generador termoeléctrico capaz de aprovechar el calor geotérmico de origen volcánico para producir energía eléctrica.

Según han explicado el profesor David Astrain, investigador principal del grupo, “se trata del primer dispositivo en el mundo que emplea el efecto Seebeck para la conversión del calor de origen volcánico en yacimientos de roca caliente seca”.

El principio de funcionamiento del prototipo consiste en unos intercambiadores térmicos basados en cambio de fase, que captan el flujo de calor proveniente del suelo para que atraviese los denominados módulos termoeléctricos.

“Estos módulos están formados por la unión eléctrica de materiales semiconductores, que aprovechan el gradiente de temperatura para convertir parte de ese calor en energía eléctrica gracias al efecto Seebeck”, señala David Astrain.

A diferencia de los convencionales sistemas de producción de energía eléctrica en geotérmica, basados en turbinas de vapor, esta tecnología desarrollada por el grupo de la UPNA es capaz de generar energía eléctrica sin ninguna parte móvil, lo que se traduce en un dispositivo mucho más compacto, totalmente silencioso, muy robusto y fiable, ya que no precisa mantenimiento ni operación y “es totalmente respetuoso con el medio ambiente”.

El equipo de trabajo que ha desarrollado esta tecnología está liderado por el profesor David Astrain Ulibarrena y está integrado por Leyre Catalán Ros, quién realiza su tesis doctoral en este proyecto, Miguel Araiz Vega y Patricia Alegría Cía, todos ellos del Grupo de Investigación de Ingeniería Térmica y de Fluidos del ISC.

En Lanzarote existen anomalías geotérmicas muy singulares que permiten registrar altas temperaturas a escasos metros de profundidad, cuyo origen se debe a la presencia de un cuerpo de lava correspondiente a las últimas erupciones de 1730 a 1736 y 1824, que no ha llegado a la superficie y se está enfriando muy cerca de ella.

En concreto, en el lugar donde se ha instalado el prototipo, a dos metros de profundidad, se registran temperaturas de 170 grados.

Detalle del prototipo

La energía geotérmica convencional se produce al perforar el terreno, mediante sondeos, de 1.500 a 2.500 metros de profundidad y así obtener vapor a temperaturas de entre 100 y 300 grados, capaces de producir electricidad al mover una turbina con el fluido generado.

“En Canarias y en muchos otros sistemas volcánicos activos, estas temperaturas se encuentran ya en la superficie, pero nunca se había intentado recuperar ese importante potencial calorífico para generar electricidad mediante dispositivos termoeléctricos”, señalan los investigadores.

El prototipo instalado genera 35W de energía eléctrica, por lo que, dado que se trata de una tecnología totalmente escalable, su aplicación en las zonas con anomalías geotérmicas ya detectadas en la Isla produciría una energía eléctrica de 680 MWh, el equivalente al consumo medio de 200 hogares españoles.

Además, existen nuevas zonas en la isla de Lanzarote con anomalías similares, tanto dentro como fuera del Parque Nacional de Timanfaya, que actualmente se están estudiando por el resto de miembros del consorcio.

Esta tecnología, además de su empleo para la generación de energía renovable geotérmica, tiene también aplicación directa para la monitorización y vigilancia volcánica, puesto que es capaz de abastecer el suministro de energía necesario para el registro de las variables geotérmicas y su emisión remota.

Consorcio de investigación

La investigación está enmarcada en el proyecto de investigación Electrovolcan, liderada por el Instituto Tecnológico de energías Renovables de Canarias (ITER) y está financiada por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades con 1,2 millones de euros.