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La Universitat Politècnica de València (UPV), a través de su Instituto CMT-Motores Térmicos, es uno de los socios del proyecto internacional ENERXICO Supercomputing and Energy for Mexico, cuyo objetivo principal es el desarrollo de herramientas de computación de altas prestaciones (HPC, por su sigla en inglés) para su aplicación en diferentes sectores energéticos, en concreto, los de la energía eólica, los combustibles del futuro de origen renovable, y la prospección petrolífera.

Financiado por la Unión Europea y con un presupuesto cercano a los 2 millones de euros, el proyecto cuenta también con la participación del Centro de Supercomputación de Barcelona (BSC), el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), empresas como Iberdrola, Repsol y Bull, y las universidades Técnica de Munich y de Grenoble Alpes.

Biocombustibles y e-fuels

En el contexto actual de necesaria descarbonización del sector energético, el uso de combustibles líquidos pasa por la sustitución de los combustibles fósiles por alternativas renovables, que mantengan la densidad energética y sean lo más neutras posibles desde el punto de vista del dióxido de carbono (CO₂)_y demás emisiones contaminantes.

En este escenario, ENERXICO se centra en dos alternativas. En primer lugar, el uso de biocombustibles de fuentes sostenibles, no comprometidas por el uso alimentario, que según las estimaciones de la Agencia Internacional de la Energía deberían aumentar un 24% en el periodo 2019-2024. Y en segundo, los combustibles líquidos de origen sintético, denominados e-fuels, que pueden ser producidos a partir de hidrógeno obtenido de electrólisis, empleando para ello electricidad renovable y CO₂ capturado.

El papel del CMT-Motores Térmicos de la UPV

Dentro del proyecto, la labor del Instituto CMT-Motores Térmicos de la UPV se centra en el estudio de los combustibles de origen renovable para su uso en el ámbito del transporte. En concreto, los investigadores UPV trabajan en el desarrollo de modelos que permitan describir el proceso de disgregación en gotas, la mezcla con aire y la liberación de calor en motores que empleen estos combustibles.

Según explica José Mª García, investigador del Instituto CMT-Motores Térmicos de la UPV, la adecuada cuantificación de estos procesos es “de suma importancia, pues controlan la eficiencia y las emisiones contaminantes de los motores empleados por estos nuevos combustibles”.

Jesús Benajes, investigador del CMT-Motores Térmicos y coordinador del proyecto en la UPV, añade que el avance en computación de altas prestaciones aplicada a la ingeniería en las últimas décadas “ha sido impresionante. La disponibilidad de herramientas de cálculo fiables, como las de ENERXICO, para analizar estos combustibles, permitirá el diseño de sistemas que los empleen de una forma más eficiente y con mínimo impacto ambiental”, afirma.

Experimentos avanzados para la validación de los modelos

Según explica el equipo de investigadores de la UPV, el hecho de emplear combustibles de tipo renovable obliga a una adecuada caracterización de sus propiedades físicas y químicas -no siempre iguales a las de los combustibles fósiles convencionales- así como a la evaluación de su comportamiento en condiciones de motor.

En este sentido, desde el CMT-Motores Térmicos de la UPV se van a llevar a cabo medidas experimentales, en maquetas específicas donde se aplican técnicas de visualización a alta velocidad y técnicas láser para medir parámetros de relevancia con los diferentes combustibles, que las predicciones de los modelos desarrollados deberán reproducir.

“Estas medidas”, concluye José Vicente Pastor, investigador también del CMT-Motores Térmicos de la UPV, “permitirán evaluar, de forma independiente, cómo afectarán los nuevos combustibles a la combustión y emisiones de los futuros sistemas que los empleen”.

ENERXICO comenzó el pasado mes de junio y, en principio, se prolongará hasta junio de 2021.