El ingeniero Álvaro Casi Satrústegui ha desarrollado en su tesis doctoral, leída en la Universidad Pública de Navarra (UPNA), un sistema de subenfriamiento termoeléctrico como alternativa más eficiente y menos contaminante a los sistemas de refrigeración actuales. La investigación ha sido dirigida por el catedrático David Astrain Ulibarrena y por el profesor Miguel Araiz Vega, ambos, del Departamento de Ingeniería de la UPNA y el primero, miembro también del Instituto de Smart Cities (ISC). La tesis, con mención internacional, ha obtenido la máxima calificación, sobresaliente “cum laude”.
Tal y como explica el autor de la tesis, el impacto medioambiental de los equipos frigoríficos actuales se produce por la emisión de gases de efecto invernadero a la atmósfera, lo que además se ve agravado por una demanda cada vez más elevada. Las emisiones se deben, por un lado, al consumo eléctrico del sistema de refrigeración y, por otro, a la fuga de refrigerantes con alto potencial de calentamiento atmosférico de las instalaciones. “Con el objetivo de reducir las emisiones de los equipos frigoríficos existen dos principales vías de acción: el uso de refrigerantes naturales con bajo poder de calentamiento atmosférico, como el dióxido de carbono, y el desarrollo de equipos más eficientes para disminuir el consumo eléctrico de los sistemas de refrigeración”, indica el nuevo doctor por la UPNA.
La tesis de Álvaro Casi combina las dos líneas de acción descritas, centrándose en el desarrollo de un sistema de subenfriamiento termoeléctrico para la mejora de la eficiencia de un ciclo de refrigeración por compresión de vapor que utiliza dióxido de carbono en estado transcrítico como refrigerante. “Esta combinación de tecnologías se presenta como una solución novedosa y prometedora para la reducción de las emisiones de los equipos frigoríficos y es posible gracias a la robustez, escalabilidad, controlabilidad y versatilidad que ofrecen los sistemas termoeléctricos”, explica el doctor.
Álvaro Casi, en la UPNA.
Aumento de potencia frigorífica y mejora de la eficiencia del sistema
En su tesis, Álvaro Casi ha diseñado, construido e incorporado un sistema de subenfriamiento termoeléctrico en una instalación de refrigeración experimental de compresión de vapor que utiliza dióxido de carbono en estado transcrítico como refrigerante (el citado gas es un refrigerante natural con muy bajo potencial de calentamiento atmosférico). La planta experimental ha sido ensayada bajo diferentes condiciones climáticas y de operación para comprobar el efecto del subenfriador termoeléctrico en el funcionamiento global del sistema. “La inclusión del sistema de subenfriamiento termoeléctrico resulta en un aumento de potencia frigorífica de hasta un 20,8% y una mejora de la eficiencia del sistema de hasta el 16,2%”, detalla el autor de la tesis.
Por último, debido a la versatilidad y controlabilidad del subenfriador termoeléctrico, esta tecnología se ha combinado con el intercambiador recalentador subenfriador, con el objetivo de comprobar el funcionamiento del ciclo de compresión de vapor trabajando con ambas tecnologías simultáneamente. “Ello resulta en un aumento de la potencia frigorífica de un 22,5% y en un incremento de la eficiencia de hasta el 22,4%”, señala Álvaro Casi.
Tal y como indica el nuevo doctor por la UPNA, “los resultados de esta tesis demuestran que la utilización de un sistema de subenfriamiento termoeléctrico es una solución tecnológicamente viable para la mejora de la eficiencia de sistemas de refrigeración por compresión de vapor con dióxido de carbono en estado transcrítico, disminuyendo así las emisiones de gases de efecto invernadero de los sistemas de refrigeración y contribuyendo a la producción de frio de manera sostenible y respetuosa con el medio ambiente”.
Breve CV de Álvaro Casi
Álvaro Casi es graduado en Ingeniería en Tecnologías Industriales y máster en Ingeniería Industrial por la Universidad Pública de Navarra. Durante su trabajo de investigación, ha sido beneficiario de una ayuda predoctoral y otra de movilidad internacional del Gobierno de Navarra, así como de una Beca Fundación Fuentes Dutor, gestionada por el Colegio Oficial de Ingenieros de Navarra. Ha disfrutado de dos estancias durante su tesis, una de ellas desarrollada en el Grupo de Ingeniería Térmica la Universidad Jaume I de Castellón y otra, en la Universidad de Lisboa (Portugal).
Álvaro Casi Satrústegui cuenta con 12 publicaciones científicas en revistas internacionales del JCR (Journal Citations Report), en cinco de ellas, como primer autor. Ha formado parte de 8 proyectos de investigación y ha participado en 32 publicaciones en congresos internacionales, entre los que destacan el Congreso Europeo de Termoelectricidad de 2022, donde recibió el Premio a la Mejor Presentación de Poster otorgado por la Sociedad Alemana en Termoelectricidad. Ha obtenido también el premio a la mejor comunicación de un trabajo de máster en el concurso “En 3 minutos” de la UPNA.