La Universidad Pública de Navarra (UPNA) vuelve a participar, como ya lo hiciera el año pasado, en una campaña científica antártica dentro del proyecto “Generadores termoeléctricos autónomos para vigilancia volcánica” (VIVOTEG), liderado por el catedrático David Astrain Ulibarrena, adscrito al Instituto de Smart Cities (ISC) de la institución académica. Se trata de un proyecto financiado por la Agencia Estatal de Investigación en la convocatoria de Generación del Conocimiento y coordinado por el Comité Polar Español con el apoyo logístico de la Armada Española.
De izda. a dcha. Patricia Alegría, David Astrain y Nerea Pascual, en el edificio del rectorado de la UPNA.
En esta ocasión, la expedición de la UPNA, conformada por el mencionado catedrático, David Astrain Ulibarrena, y las investigadoras del Instituto ISC Nerea Pascual Lezaun y Patricia Alegría Cía, acudirá a Isla Decepción para analizar los resultados del generador termoeléctrico instalado el año pasado en este volcán activo y su capacidad de resistencia al clima extremo de la Antártida, una vez pasado el invierno austral. “Además, para esta nueva campaña se ha diseñado y construido un nuevo generador termoeléctrico geotérmico (GTEG) de mayor potencia, para que sea capaz de abastecer el consumo eléctrico de un sistema de geodesia, lo que le permitirá operar todo el próximo año”.
El equipo de la UPNA, que ya ha superado las pruebas médicas y físicas para poder participar en esta campaña, se encuentra con “gran motivación” para afrontar esta nueva aventura y reto tecnológico, puesto que, tal como indica el profesor Astrain, “el desarrollo completo de esta tecnología permitirá un avance muy significativo en el campo de la termoelectricidad y supondrá un logro muy notable en la monitorización en tiempo real y registro anual de variables termométricas y geodésicas durante todo el año y en lugares alejados de la base Gabriel de Castilla, nunca antes conseguido, mejorando con ello el estudio geológico y la vigilancia volcánica de la zona”. Desde Pamplona, el equipo de la UPNA volará hasta Punta Arenas, donde el investigador y las investigadoras cruzarán el Estrecho de Drake para finalmente llegar la base militar Gabriel de Castilla, en Isla Decepción, donde permanecerán algo más de 3 semanas.
Cabe recordar que durante la primera campaña del proyecto, en enero de 2024, se realizó un avance científico decisivo y es que, “por primera vez a nivel mundial, el proyecto logró generar energía eléctrica en continuo en la Antártida, a partir del calor geotérmico, en lugares alejados de la base”, explica David Astrain. “Se ha demostrado que los GTEG son capaces de convertir el calor de las fumarolas volcánicas en energía eléctrica de manera ininterrumpida. Gracias al diseño exclusivo de esta tecnología compacta y sin partes móviles, el GTEG instalado en Cerro Caliente (Isla Decepción) produce una potencia eléctrica media de 4,2W, lo que supone una generación anual de 36,8kWh de electricidad”, apunta.
Vigilancia volcánica para predecir erupciones
El estudio geológico en zonas volcánicas, así como su vigilancia, es extremadamente importante para entender mejor sus mecanismos y predecir posibles erupciones. Sin embargo, el suministro energético necesario para alimentar los sensores y equipos de emisión de datos de las estaciones de estudio vulcanológico resulta en la actualidad un gran reto tecnológico, en muchas ocasiones de difícil solución cuando se trata de zonas remotas y de climatología extrema. Los equipos de suministro energético deben de ser robustos y fiables, como lo son los módulos fotovoltaicos, sin embargo, esta tecnología presenta graves problemas debido a la discontinuidad del suministro energético, lo que se acentúa en episodios de nieve, niebla, ceniza, calima y la propia noche, cuya duración puede ser de varios meses en latitudes altas, como es el caso de la Antártida.
En uno de los dos volcanes activos que existen en la Antártida, se sitúa la Base Española Gabriel de Castilla, ubicada en Isla Decepción, donde se desarrollan varios proyectos relacionados con la geología volcánica. Resulta de gran interés científico la recogida de datos anuales, medidos en diferentes lugares estratégicos de la isla. No obstante, debido a la climatología extrema y a su localización geográfica (con pocas horas de luz durante muchos meses del año) la obtención de datos durante todo el año y en tiempo real es muy limitada y en muchas ubicaciones imposible actualmente en el invierno austral.
Como explica el equipo investigador, en este proyecto de investigación se propone el desarrollo de una tecnología inédita, basada en generadores termoeléctricos capaces de aprovechar el calor geotérmico presente en las fumarolas de los volcanes activos, para producir electricidad en continuo y poder así alimentar las estaciones de estudio geológico y de vigilancia volcánica. Esta tecnología, combinada con intercambiadores de calor pasivos de alta eficiencia y sin partes móviles, es sumamente robusta, fiable y compacta, siendo capaz de asegurar una producción continua de energía eléctrica. En el proyecto también se plantea el desarrollo de sistemas de comunicación y envío de datos con los que poder disponer de la información registrada en esa estación en tiempo real. Así, gracias al suministro constante de energía eléctrica y a un adecuado sistema de comunicación se conseguirían dos avances importantes: por un lado, una vigilancia volcánica más amplia, con más zonas de registro y emisión en tiempo real todo el año, incluido el invierno; y, por otro, series temporales de geodesia con datos de todo el año, más allá de los meses que dura la campaña polar.