Miguel Araiz Vega, NUPeko doktore berria
Miguel Araiz Vega industria-ingeniariak (Lizarra, 1991), Nafarroako Unibertsitate Publikoko (NUP) Smart Cities Institutuko (ISC) ikertzaileak sorgailu termoelektriko bat diseinatu du, hogeita hamar metro luze den tximinia baten hondar-beroa baliatzen duena osotara 363 megawatt/h elektrizitate sortzeko urtean, hots, Espainiako 111 etxeren kontsumo elektrikoaren baliokidea. Tximinia industria batean dago eta gas beroak barreiatzen ditu 250 °C-tan. Kilowatt bakoitzeko 14,6 zentimoko kostuarekin ekoiztuko luke energia instalazioak.
Garapen teknologikoa bere doktoretza-tesiaren emaitza da. Tesia NUPen defendatu du, eta David Astrain Ulibarrena eta Álvaro Martínez Echeverri ISCeko ikertzaileek zuzendu dute. Ikerketak bikain “cum laude” kalifikazioa lortu du, eta Gobernu zentralak Ikerketa Zientifikorako eta Teknologikorako eta Berrikuntzarako Estatuko Planaren barruan I+G+b proiektuetarako emandako finantzaketa ere bai.
“Egungo egoera energetikoak —eta harekin lotutako ingurumenaren, politikaren eta ekonomiaren esparruko problema guztiek— gero eta beharrezkoagoa egiten dute sorkuntza elektrikoko sistemen optimizazioa eta energia aurrezteko neurriak ezartzea prozesuetan —esan du Miguel Araizek—. Alde horretatik, hondar-beroaren berreskurapena dute arretagune zenbait ikerketak. Prozesu diferenteetan sortzen den energia bat da eta ez da baliatzen, baizik eta girora askatu edo barreiatzen da”.
Horrela, honako hau da Miguel Araizen doktoretza-tesiak aztertu duen gaia: hondar-energiaren erabilera Seebeck efektuan oinarritutako sorgailu termoelektrikoen bidez. Energia elektriko bero-iturri baten bidez energia ekoizteko gai diren gailu batzuk dira. “Horretarako, aski da tenperatura diferentzia bat lortzea modulu termoelektrikoen aurpegien artean. Gailuen funtsezko osagaia dira modulu horiek. Tenperatura diferentzia hori zenbat eta handiagoa, orduan eta handiagoa sortutako potentzia elektrikoa”, esan du ikertzaileak.
Sistema ez oso eraginkor bat optimizatzea
Gailu horien abantailen artean daude “parte mugikorrik eza, eta horri esker mantentze-lan gutxiago edo batere ez da egiten; edozein tenperatura jauzi baliatzeko aukera, elektrizitatea ekoizteko; eta eskalabilitatea eta modularitatea, zeinak bero-fokura hobeto egokitzeko modua ematen baitu”. “Sistema horiek duten beroa-elektrizitatea konbertsioaren eraginkortasun txikia da, eta hori handiagotzeko modu bat da sorgailu termoelektrikoetan moduluekin batera dauden bero-trukagailuen optimizazioa —azaldu du—. Trukagailu horien xedea da moduluen aurpegien tenperatura foku bakoitzaren tenperaturara gerturatzea, halako eran non moduluen aurpegien arteko tenperatura diferentzia handiagotu eta ekoizpen elektrikoaren areagotzea lortzen baita”.
Alde horretatik, sorgailu termoelektrikoen alde hotzean, bero trukagailu gisa, termosifoi bifasikoak edo fase aldaketa dutenak erabiltzea proposatu zuen Miguel Araizek bere lanean. “Modulu termoelektrikoetan transformatzen ez den beroa girora barreiatzeaz arduratzen dira. Horrez gainera, ez dute ekipo lagungarririk behar. Esaterako: haizagailuak edo bonbak. Beraz, hozte pasibo eta autonomo bat gertatzen da, ohiko sistemetan ez bezala. Esaterako: hegal barreiatzaileak edo ur trukagailuak”, esan du.
Zehazki, ikertzaileak modelo konputazional bat garatu zuen, termosifoi bifasikoen portaera bero-trukagailuen prototipoetan simulatzeko gai zena. Tresna horren bidez, sorgailu termoelektrikoaren prototipo bat egin zuen, bere alde hotzean termosifoi bifasiko bat zuena. “NUPeko laborategietako errekuntza galdara baten irteera hodian jarri zen, eta lan baldintza diferenteetan esperimentazioak egin eta gero, gehienez ere 240 watt sortu ziren tximiniaren metro karratu bakoitzeko”, esan du.
Laborategietako saiakuntza esperimentaletan lortutako emaitzak emanda, jarraian teknologia hori benetako industria batean ezartzeko azterketa konputazional bat egin zen. Industria horretan prozesu industrial baten hondar-beroa berreskuratzea zen helburua. Hala, erabili gabeko zenbait bero foku dituen enpresa bateko ekoizpen-prozesua aztertu zuen. “Ezaugarri termiko hoberenak zituen puntua aukeratu eta gero, sorgailu termoelektriko bat diseinatu zen hogeita hamar metro garai zen tximinia baten kanpoaldean ezartzeko. Tximiniak gas beroak barreiatzen ditu 250 °C-tan —esan du—. Modulu termoelektrikoen bi aldeetan bero-trukagailuak ditu proposatutako sistemak. Zehazki, termosifoi bifasiko bat du alde hotzean, eta hegal barreiatzaileak alde beroan. Horrela, garatutako sorgailu termoelektrikoa guztiz pasiboa da eta sortutako potentzia elektriko guztia erabil dezake enpresak. Horrez gainera, watt bakoitzeko hamar euroko instalazio kostua izango luke”.
Curriculum laburra
Miguel Araizek Industria Ingeniaritzako titulua lortu zuen NUPen eta Hochschule Osnabrück Zientzia Aplikatuen Unibertsitatean egin zuen ikasketen amaierako proiektua (Alemania). 2015ean NUPeko ingeniaritza termikoaren eta jariakinen ikerketa taldean hasi zen. David Astrain da taldearen koordinatzailea eta Araiz talde horretan hasi zen garatzen bere tesia Gobernu zentralaren beka bati esker.
Aipatu taldeko ikertzaile gisa, zenbait ikerketa proiektutan parte hartu du (bai finantzaketa publikoa, bai pribatua izan dutenak). Honako gai hauekin lotuta zeuden proiektu horiek: sorkuntza eta hozketa termoelektrikoa, sistema termikoen simulazioa eta bero trukagailuen diseinua eta optimizazioa. Lan horren emaitza gisa, Miguel Araiz nazioartean ospea duten aldizkari zientifikoetan argitaratutako zazpi artikuluren egilekidea da, eta hamalau ekarpenen bidez parte hartu du nazio mailako eta nazioarteko biltzarretan. 2018an, Caenen (Frantzia) egindako Termoelektrizitateko Nazioarteko Biltzarrean, poster hoberenari emandako saria lortu zuen.
Horrez gainera, doktoretza-tesia garatu bitartean, lau hilabeteko ikerketa egonaldia egin zuen Melbourneko RMIT University-n (Australia), non hondar-beroa erabiltzeko sistema diferenteak ikasi baitzituen. Eta 2017an, Fuentes Dutor bekaren onuraduna izan zen. Fuentes Dutor Fundazioak eta Nafarroako Industria Ingeniarien Elkargo Ofizialak ematen dute beka eta industria-ingeniari gazteen hobekuntza zientifiko eta teknologikora zuzenduta dago.