Joan eduki nagusira

Leyre Catalán Rosek Nafarroako Unibertsitate Publikoko (NUP) Industria Teknologien Ingeniaritzako Nazioarteko Gradua eta Industria Ingeniaritzako Masterra ditu, eta energia elektrikoa sortzeko bero geotermikoa aprobetxatzeko gai diren sorgailu termoelektrikoak garatu ditu lehen aldiz doktoretza-tesian. Planteatutako irtenbidea Teideko sumendian (Tenerife) eta Timanfayako Parke Nazionalean (Lanzarote) instalatutako zenbait prototiporen bidez frogatu da, eta dagoeneko patentatu da. Hauek dira garapen horren aplikazio nagusiak: energia ematea zaintza bolkanikoko estazioei eta elektrizitate berriztagarria sortzea, eskala ertainean, arroka bero lehorreko hobietan.

zoom Leire Catalán

Leyre Catalán Ros

Bero fluxu bat zuzenean elektrizitate bihurtzea ahalbidetzen duten gailuak dira sorgailu termoelektrikoak. Horretarako, elementu nagusia modulu termoelektrikoak dira, zeinek egiten baitute transformazio hori Seebeck efektuari esker. “Modulu horien eraginkortasuna handitu egiten denez aldeen arteko tenperatura-diferentziarekin, beharrezkoa da bero-trukagailuak jartzea diferentzia hori maximizatzeko, moduluen alde beroa bero-iturriaren tenperaturara eta alde hotza giro-tenperaturara hurbilduz”, azaldu du Leyre Catalánek.

Doktoretza-tesi honetan bero-trukagailuen azterketa sakona egin da, eta ondorioztatu da lurrazaleko beroa ateratzeko egokienak fase-aldaketan oinarritutakoak direla. “Konponbide honi esker, zeina patentatuta baitago, eskura dagoen tenperatura-jauzia maximizatzea lortzen da, ekipo osagarririk (ponpak, haizagailuak...) eta parte mugikorrik gabe, eta, hala, oso ekipo sendoa lortzen da, gutxieneko mantentze-lanak behar dituena”.

Tesiaren izenburua “Design and experimental development of thermoelectric generators for shallow geothermal anomalies of volcanic origin” da, eta David Astrain Ulibarrena katedradunak eta Patricia Aranguren Garacochea irakasleak zuzendu dute (NUPeko Ingeniaritza Sailekoak biak), eta bikain “cum laude” kalifikazioa lortu du nazioarteko aipamenarekin. Zientzia, Berrikuntza eta Unibertsitate Ministerioaren unibertsitateko irakasleak (FPU) prestatzeko laguntzei esker finantzatu da tesia, eta “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), ikerketa-proiektuaren barruan dago. FEDER/Zientzia eta Berrikuntza Ministerioak, Kanarietako Energia Berriztagarrien Institutu Teknologikoak (ITER) eta Kanarietako Institutu Bolkanologikoak (NBAT) kofinantzatua. Horrez gain, NUPeko Ingeniaritza Termikoaren eta Jariakinen Ikerketa Taldeak, Tenerifeko Energiari buruzko Irlako Agentziak (AIET) eta Espainiako Meatzarien Agentziak eta Tenerifeko Institutuak (IGME) hartu dute parte.

Bi aplikazio oso diferente

Garatutako teknologia bi aplikazio oso diferentetarako erabili da. Lehenik eta behin, zainketa bolkanikoko ekipoak autonomo egitea ahalbidetu du. Munduko biztanleen %10 arriskuan dago sumendi erupzio baten ondorioz. Gaur egun, erupzio horiek noiz gertatuko diren aurresaten ahal da, sumendiek beren egoeraren seinaleak bidaltzen baitituzte etengabe. “Arazoa da, normalean, urruneko lekuetan daudela, zaintza-ekipoetarako energia-hornidurarik ez dagoen lekuetan —lanaren egileak dioenez—. Batzuetan, panel fotovoltaikoak eta bateriak erabiltzen dira eguzkiaren energia elektrizitate bihurtzeko, baina irtenbide horrek ez du balio munduko sumendi guztientzat; izan ere, batzuetan, latitude handietan ez dago eguzkirik hilabeteetan edo altitude handietan, panel fotovoltaikoak estaltzen dituzten elurteak gertatzen dira eta energia-hornidura mota hori ezgaitzen dute”.

zoom Prototipo Teide

Imagen del prototipo instalado en El Teide (Tenerife)

Doktoretza-tesi honetan, jarduera bolkanikoaren ikurretako bat baliatu da, hots, beroa fumarola gisa igortzen duena, sorgailu termoelektrikoekin zuzenean elektrizitate bihurtzeko. “Irtenbide hori Teideko sumendian (Tenerife) instalatutako prototipo baten bidez frogatu da —urtebete darama lanean etengabe—. Zaintza bolkanikoko zenbait aldagai jasotzen ditu, eta 14 km-ra transmititzen ditu, bakarrik bi modulu termoelektrikorekin sortutako energiari esker. Horrela, frogatuta geratu da konponbidearen bideragarritasuna eta sendotasuna; hurrengo pausoa munduko beste sumendi batzuetara eramatea izanen da, behar bezala zainduko direla ziurtatzeko”.

Bigarrenik, eta eskala guztiz diferente batean, teknologia honek frogatu du bideragarria dela elektrizitatea sortzeko arroka bero lehorreko hobietan. Orain arte, horrelako hobietan elektrizitatea sortzeko metodo bakarra sistema geotermiko estimulatuen bidezkoa zen, “baina arrokaren haustura eskatzen duen metodoa da, eta horrek lurrikarak eragiten ahal ditu”, azaldu du Leyre Catalánek. Arroka bero lehorreko hobi azalekoetan, hala nola Timanfayako Parke Nazionalekoan (Lanzarote), 2 metroko sakoneran 500 °C-rainoko tenperaturak dauden tokian, sorgailu termoelektrikoak alternatiba bideragarria direla frogatu da.

“Aurreko aplikazioan bezala, proposatutako teknologiaren bideragarritasuna laborategian ez ezik, landa-lanean ere frogatu da, Timanfayako parke nazionalean dauden zundaketetako batean prototipo bat instalatuz”. Zehazki, zundaketa horrek 170 ºC-ko tenperatura du, eta 30 eta 35 W bitarteko potentzia sortu da, osotara 16 modulu termoelektrikorekin. Sorkuntza sistema honen abantailetako bat da guztiz modularra dela. Beraz, sortutako potentzia areagotzen ahal da ezarritako modulu termoelektrikoen zenbatekoa handiagotuz. “Doktoretza-tesi honetan garatutako eredu konputazional bati esker, kalkulatu da Timanfayako Parke Nazionalean anomalia geotermikoak dituzten 5.000 m2-etan 200 etxe hornitzeko adina elektrizitate sortzen ahal dela”.

Curriculum vitae laburra

Leyre Catalán Ros Industria Teknologien ingeniaria da NUPen, eta espediente onenaren aparteko saria du. Horretaz gain, mugikortasun-egonaldia egin du Högskolan i Gävlen (Suedia). Master in Energy Systems egin zuen 2015ean, unibertsitate horretan bertan. 2015-2017 aldian NUPeko Industria Ingeniaritzako Masterra egin zuen, eta espediente onenaren aparteko saria lortu. Horretaz gain, mugikortasun-egonaldia egin zuen Sidneyko University of Technology-n (Australia). Datuen Zientziako eta Big Datako Unibertsitateko Adituaren Titulu Berekia ere egin zuen. Doktoretza-ikasketak egin bitartean, ikerketa-egonaldiak egin ditu Teknologia eta Energia Berriztagarrien Institutuan (Tenerife), Nafarroako Gobernuaren doktoretza aurreko mugikortasun laguntza bati esker, eta Cardiffeko Unibertsitatean (Erresuma Batua).

zoom Prototipo Timanfaya

Imagen del prototipo instalado en el Parque Nacional de Timanfaya (Lanzarote)

Ikerketa merezimenduen artean, patente bat garatu du, dozena bat artikulu baino gehiago argitaratu ditu eragin handiko aldizkari zientifikoetan eta biltzarretako aktetan, eta liburuko kapitulu baten eta liburu baten egilea da. Horrez gain, hogeita hamar bat ekarpen aurkeztu ditu nazioarteko biltzarretan, eta 11 ikerketa-proiektutan hartu du parte (3 estatukoak eta 8 eskualdekoak). Merezimendu horiei esker, Leyrek International Thermoelectric Society elkartearen Graduate Student Award 2020 saria jaso zuen eta Nafarroako Industria Ingeniarien Elkargo Ofizialaren Fuentes Dutor bekaren onuraduna da.

Leyre Catalánek Alexandriako Hipatia antzezten du “Yo quiero ser científica” antzezlanean, eta Nafarroako Unibertsitate Publikoko Emakumearen, Zientziaren eta Teknologiaren Katedrako lantaldeko kidea da. Dibulgazio zientifikoko hainbat ekitalditan hartu du parte (Jakin-Mina, Naukas Unibertsitatea, Pint of Science, eta abar) eta APERNAko (Nafarroan energia berriztagarriak sustatzeko elkartea) lehendakaria izan da 2017ko irailetik 2019ko irailera bitartean.