Durante una jornada organizada por el centro CIM UPC, el académico Claudio Aguilar expuso un desarrollo que permite fabricar electrodos de alto rendimiento a partir de residuos mineros, conectando economía circular, manufactura avanzada y transición energética.

Investigadores, representantes de la industria europea y expertos en manufactura avanzada se reunieron en el centro CIM UPC, entidad adscrita a la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC), para participar en la jornada “Descubre el Futuro de la Tecnología DIW”, instancia donde se presentó el impacto real de la fabricación personalizada y el uso de la tecnología Direct Ink Writing (DIW), en la que realizó una charla el Dr. Claudio Aguilar, académico del Departamento de Ingeniería de Minas, Metalurgia y Materiales (DIMMM) de la Universidad Técnica Federico Santa María (USM).

El profesor fue invitado por uno de los centros más relevantes en innovación de impresión 3D de metales avanzados debido al interés internacional que ha despertado el desarrollo de tecnología “hecha en Chile” para la producción de energías limpias.

En relación a su participación, el Dr. Claudio Aguilar explicó que “el centro CIM UPC realiza jornadas de vinculación entre la investigación universitaria y los requerimientos de la empresa europea y estaban muy interesados en lo que estamos haciendo en Chile, específicamente en la transformación de residuos minerales en tecnología para hidrógeno verde”.

Innovación desde los desechos

El foco de la presentación del académico de la USM se centró en la valorización de las escorias de cobre, residuos que tradicionalmente no tienen valor comercial y son desechados por la gran minería. Mediante un proceso desarrollado en los laboratorios de la casa de estudios, se recuperan especies de valor como hierro, silicio y molibdeno para transformarlos en materiales de alto rendimiento.

“Lo novedoso es que, a partir de estos elementos recuperados de los desechos mineros, fabricamos electrodos para producir hidrógeno verde mediante impresión 3D. Hemos descubierto que estos dispositivos no solo son mucho más baratos, sino que son más eficientes que los materiales tradicionales, los cuales suelen ser escasos y caros, como el platino o el rutenio”, destacó el Dr. Aguilar.

Esta tecnología, que actualmente se encuentra en proceso de patentamiento, representa un hito a nivel global, siendo la primera en su tipo. El desarrollo permite pasar de un residuo contaminante a un componente crítico para la transición energética, conectando la economía circular con la generación de combustibles limpios.

Impacto en la industria

La jornada contó además con las ponencias de expertos de AIMPLAS y del grupo BBT-UPC, y contempló una visita guiada por las instalaciones del centro catalán encabezada por su director general, Dr. José María Cabrera. El encuentro permitió constatar cómo la investigación aplicada se convierte en soluciones tangibles para el tejido industrial.

Sobre la proyección de este avance, Aguilar señaló que “la tecnología ya está desarrollada a nivel de prototipo y podría ser utilizada por la industria que está creando hidrógeno verde. En el laboratorio recuperamos el hierro puro de la escoria y, a través de estrategias innovadoras, generamos una alternativa sostenible que mejora los rendimientos actuales del sector”.

Académico de la PUCV lidera creación e implementación de una plataforma que contiene información relevante para el desarrollo de la energía renovable.

Chile continúa avanzando en la implementación del Plan de Hidrógeno Verde 2023-2030 y por lo mismo la creación de proyectos en torno a la energía renovable sigue en alza. Desde el mundo de la academia, específicamente desde la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, el profesor de la Escuela de Ingeniería Mecánica, Yunesky Masip, lidera el proyecto “Plataforma online Interactiva y personalizable de Hidrógeno Verde (H2V) para la región de Valparaíso”, el cual busca identificar, en pasos preliminares, los territorios y terrenos más aptos para la construcción de instalaciones aptas para este tipo de energía renovable.

“Lo que nosotros buscamos es disminuir la brecha de información para la toma de decisiones en cuatro públicos objetivos: trabajamos con la comunidad en general, funcionarios públicos, que posiblemente sea el punto de impacto mayor, las empresas y la academia”, detalló el profesor Masip en torno al proyecto, el cual es financiado por Corfo.

El académico agregó que “trabajamos en generar una plataforma de información mediante una aplicación web, que también tiene una página asociada, a través de la cual uno puede tener información general sobre el hidrógeno, cuáles son sus posibles usos, qué impacto puede tener tanto desde el punto de vista técnico, económico, ambiental y social”.

La plataforma no sólo ofrece información en torno al Hidrógeno Verde, sino que también es una herramienta de suma importancia para futuros proyectos en la zona relacionados a esta energía renovable. “Paralelamente, se puede navegar por un mapa de la región de Valparaíso donde se puede ver comuna a comuna qué territorio está disponible, de acuerdo a temas socioambientales y técnicos, para producir hidrógeno verde. Por lo tanto, si uno mira el mapa de toda la región de Valparaíso se podría encontrar con distintas zonas, en distintos colores, que van dando indicadores por cada territorio”, detalló el académico e investigador de la PUCV, quien agregó que “por ejemplo, un funcionario público que se enfrenta a un proyecto de esta índole, en un futuro podría tener este tipo de información de manera previa”.

Cabe destacar que el proyecto liderado por el profesor Masip incluye a diversos actores relacionados con el tema, entre ellos la Asociación de Municipalidades de la región de Valparaíso. “Estamos trabajando con leyes y normativas nacionales; acuerdos internacionales para la producción de energía renovable verde. La plataforma sirve como punto de partida para ver si estos factores mencionados anteriormente se cumplen”, detalló Yunesky Masip.

Por último, el académico de la PUCV detalló que “el proyecto se lleva a cabo en un plazo de tres años. Ya tenemos la plataforma y ahora empezamos a difundirla entre las comunidades. El 31 de enero tuvimos una reunión con todos los alcaldes de la región de Valparaíso a quienes les contamos de qué se trata y vayan teniendo en cuenta lo que se está creando acá”.

El proyecto de ingeniería está generado con una tecnología sustentable y amigable con el medioambiente.

La llama Panamericana y Parapanamericana de Santiago 2023 tiene un sello USM gracias al trabajo desarrollado por los académicos Mario Toledo, del Departamento de Ingeniería Mecánica, Patricio Valdivia y Antonio Sánchez, del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad Técnica Federico Santa María.

La experiencia y el liderazgo de la casa de estudios en materia de tecnologías asociadas a hidrógeno llevó a que la empresa Hydroshen, contactada por la Corporación Santiago 2023 para el desarrollo de la llama a hidrógeno, solicitara a la universidad su apoyo para la realización del proyecto técnico del pebetero.

Según explica el académico Dr. Mario Toledo, “el proyecto contemplaba desarrollar, implementar y operar dos pebeteros con premezcla propano e hidrógeno verde para los Juegos Panamericanos y Parapanamericanos Santiago 2023. Con mi Grupo de Investigación de Termoquímica Sostenible (GTS), desde hace años estamos investigando los procesos de combustión de mezclas de combustibles convencionales con hidrógeno. En este proyecto, como grupo GTS hemos instalado un electrolizador para la producción de hidrógeno verde a partir de agua, la mezcla de hidrógeno verde con propano, y un sistema de combustión para generar la llama del pebetero”.

Al desarrollo anterior se suman los componentes de suministro eléctrico, como paneles fotovoltaicos y baterías, que permiten el funcionamiento del sistema, los que fueron desarrollados por los académicos del Departamento de Ingeniería Eléctrica Patricio Valdivia y Antonio Sánchez.

“La experiencia de trabajo con hidrógeno que tenemos como departamento se ve reflejada en los numerosos proyectos que hemos desarrollado en esta área, como el proyecto FIC-III de producción de hidrógeno verde solar junto a la Universidad de Atacama y la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, donde conectamos un electrolizador alimentado por fuente solar; la adjudicación en 2022 del proyecto Desafío Público del Ministerio de Energía, ‘Convertidor de potencia de alta eficiencia para integración de generación fotovoltaica aislada de la red y producción de hidrógeno mediante celdas tipo pem’, y nuestra camioneta eléctrica impulsada por hidrógeno verde, la primera del país. Todos estos proyectos avalan nuestra expertiz y llevan a la industria a confiar en nuestro trabajo”, comenta el Dr. Patricio Valdivia.

Por su parte, el Dr. Antonio Sánchez afirma que “creo que no hay ninguna casa de estudios superiores en nuestro país que esté tan avanzada como la USM en investigación aplicada en tecnologías de hidrógeno. No es casualidad que se nos contacte desde la industria para resolver problemas, como en este caso, el diseño e implementación del pebetero de los Panamericanos y Parapanamericanos”.

El sistema cuenta con la aprobación de la Superintendencia de Electricidad y Combustibles (SEC), siendo uno de los primeros proyectos en operación en Chile.

Funcionamiento

La llama de Santiago 2023 se enciende gracias a la energía del sol que es captada por paneles solares para generar electricidad. Esta energía eléctrica se utiliza para alimentar el electrolizador, máquina capaz de disociar las moléculas de agua y generar hidrógeno verde, el combustible de esta llama.

A esto se suma un sistema de baterías que permite trabajar durante la noche en base a energía limpia y renovable, manteniendo la llama encendida las 24 horas.

Este desarrollo constituye un ejemplo del potencial de trabajar en función de las energías renovables tanto para la generación eléctrica como para la combustión limpia, reduciendo huella de carbono y emisiones contaminantes.

“Si bien muchas personas ven al hidrógeno como una industria avanzada y estratégica para el futuro de nuestro país, las tecnologías de hidrógeno son aún inmaduras en muchos aspectos y existe un amplio margen para trabajar en investigación aplicada. Este desarrollo constituye un ejemplo del potencial de esta industria”, agrega el Dr. Sánchez.

En tanto para el Dr. Toledo, “este ha sido un proceso destacado y exitoso, con la calidad de un proyecto de ingeniería de nuestra institución, y que contó con la participación de estudiantes, graduados, y de la empresa Quempin, spin-off oficial de la universidad. Estamos muy contentos con los resultados obtenidos”, finalizó.