El invento de una ingeniera de la UPNA que usa el calor de los volcanes para generar electricidad

La ingeniera Nerea Pascual ha desarrollado en su tesis doctoral una tecnología que aprovecha el calor de los volcanes para generar electricidad y alimentar sistemas de vigilancia volcánica en lugares remotos. El trabajo se ha realizado en el marco de una expedición científica de la Universidad Pública de Navarra a la Isla Decepción, en la Antártida.

La investigación de Nerea Pascual Lezaun, ingeniera industrial formada en la UPNA, ha permitido instalar sistemas de generación eléctrica en uno de los entornos más exigentes del planeta. Estos dispositivos han sido probados dentro de las campañas científicas realizadas por la universidad navarra en 2024 y 2025, esta última con la participación directa de la autora de la tesis.

La tesis ha abordado uno de los principales retos de la vigilancia volcánica: garantizar el suministro eléctrico continuo a los equipos de monitorización cuando se encuentran en zonas aisladas, sin acceso estable a la red y sometidas a condiciones meteorológicas extremas.

Según ha explicado la autora, los volcanes activos son uno de los fenómenos naturales más peligrosos. Su seguimiento resulta fundamental para anticipar posibles erupciones y reducir sus consecuencias sobre la población, las infraestructuras y el entorno.

Sin embargo, alrededor del 30% de los volcanes activos no dispone de vigilancia permanente. Esta falta de monitorización se debe, en buena medida, a que muchos se encuentran en regiones remotas, de difícil acceso y sin suministro eléctrico continuo.

En la actualidad, los paneles fotovoltaicos y las baterías son la principal fuente de alimentación de las redes de vigilancia volcánica. Pero esta tecnología presenta limitaciones importantes en lugares con nevadas intensas, meteorología adversa o largos periodos sin radiación solar.

Frente a este problema, el grupo de Ingeniería Térmica y de Fluidos de la UPNA ha propuesto una alternativa basada en el aprovechamiento de la energía geotérmica de los volcanes. El sistema utiliza generadores termoeléctricos capaces de convertir directamente el calor en electricidad.

Estos dispositivos no necesitan turbinas ni componentes móviles. Por eso resultan especialmente robustos, autónomos y adecuados para entornos hostiles donde el mantenimiento es muy limitado.

Además, esta tecnología emplea una fuente renovable e independiente de la meteorología. Esa característica permite avanzar hacia un suministro eléctrico continuo para los sistemas de vigilancia instalados en volcanes aislados.

La tesis de Nerea Pascual ha dado un paso más en el conocimiento desarrollado hasta ahora por el grupo ITF. El trabajo ha optimizado el sistema de generación para aprovechar focos geotérmicos de baja temperatura y adaptarlo a condiciones de meteorología extrema.

Para conseguirlo, se han desarrollado intercambiadores de calor innovadores basados en el cambio de fase. Estos sistemas combinan diferentes fluidos de trabajo en función de las exigencias del lugar donde se instalan.

Los directores de la tesis han sido el catedrático David Astrain Ulibarrena, investigador principal en las campañas antárticas de la UPNA, y el profesor Álvaro Martínez Echeverri, ambos investigadores del ISC.

La investigación se ha realizado dentro del proyecto “Generadores termoeléctricos autónomos para vigilancia volcánica” (VIVOTEG, PID2021-124014OB-I00). También ha contado con una ayuda predoctoral para la Formación de Personal Investigador (PRE2022-103787), financiada por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades y la Unión Europea.

Los sistemas desarrollados se han instalado en Isla Decepción, en la Antártida. Este enclave está considerado uno de los entornos más extremos del planeta y ha servido como banco de pruebas para comprobar la viabilidad de esta tecnología en condiciones reales.

La tesis de Nerea Pascual es, además, la primera de la UPNA realizada en el marco de la investigación antártica. La ingeniera participó en la campaña científica de 2025 y tomó parte en la instalación del generador termoeléctrico.

“La tecnología desarrollada ha permitido, por primera vez, aprovechar el calor geotérmico en la Antártida para generar electricidad, un hito que marca un avance sin precedentes en este campo”, ha indicado la autora de la tesis.

El sistema ha estado funcionando de forma autónoma durante más de un año, incluido el invierno antártico. Durante ese tiempo, ha suministrado la electricidad necesaria para mantener instrumentación científica en funcionamiento sin necesidad de intervención continua.

La instalación ha dado respuesta a una necesidad previa, ya que este volcán no disponía hasta ahora de monitorización en tiempo real. La tecnología desarrollada por la investigadora de la UPNA ha permitido cubrir esa carencia en un entorno especialmente complejo.

“Asimismo, la instalación en campo valida la viabilidad de esta tecnología en uno de los entornos más extremos del planeta, demostrando que estos sistemas pueden operar de forma robusta y autónoma incluso en condiciones antárticas”, ha señalado Pascual.

La investigadora ha subrayado que los dispositivos desarrollados garantizan un suministro energético continuo en redes de vigilancia volcánica ubicadas en emplazamientos remotos. Esta mejora refuerza la capacidad de anticipar erupciones y contribuye a mejorar la evaluación del riesgo volcánico.

Nerea Pascual ha cursado el Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales, en el Programa Internacional de la UPNA, con premio extraordinario. Su Trabajo Fin de Grado lo realizó en la Vrije Universiteit Brussel, en Bruselas.

También ha completado el Máster en Ingeniería Industrial en la UPNA, de nuevo con premio extraordinario. Durante su segundo año de máster se incorporó al grupo de Ingeniería Térmica y de Fluidos, donde comenzó su formación como investigadora.

La ingeniera es coautora de seis artículos publicados en revistas internacionales de alto impacto indexadas en el JCR, todas ellas situadas en el Q1. Además, ha participado como coautora en 20 contribuciones en congresos internacionales.

Su trayectoria investigadora incluye la participación en cuatro proyectos estatales, dos de ellos actualmente activos, un proyecto regional y un proyecto de transferencia. En febrero de 2025 participó en la campaña científica en Isla Decepción, en la Antártida.

Entre marzo y julio de 2025, Nerea Pascual realizó una estancia de investigación en el Jet Propulsion Laboratory de la NASA, en Pasadena, California.