Zaragoza lidera la revolución energética que ahorrará a Europa casi 5.000 millones de euros

Sectores clave como la energía, sobre todo para la transición energética, la automoción con el vehículo eléctrico, la industria 4.0, la computación de altas prestaciones o los centros de datos van a ganar en eficiencia gracias al nuevo desarrollo en el que se está trabajando en el proyecto SPEED, impulsado por el I3A de la Universidad de Zaragoza, que acaba de recibir un respaldo económico de dos millones de euros dentro del programa europeo ERC Consolidator Grant.

Este proyecto, del investigador Héctor Sarnago y que se llevará a cabo desde Zaragoza, va a permitir dar un salto significativo en la electrónica de potencia, es decir, la tecnología que gestiona el 70% de toda la energía eléctrica mundial, para avanzar hacia un nuevo régimen de funcionamiento de 100 a 500 veces más rápido que el actual.

En el marco de SPEED, se está desarrollando la que va a ser la primera generación de electrónica de potencia sub-nanosegundo, capaz de hacer transiciones energéticas en picosegundos, dos órdenes de magnitud más rápido que las últimas tecnologías comerciales, realizándose así una velocidad extrema.

Las primeras estimaciones apuntan a que la adopción de estas tecnologías podría generar ahorros energéticos de 16,78 TWh (teravatios hora) anuales en la Unión Europea. Una cifra que equivale a 4.797 millones de euros y a 3,4 millones de toneladas menos de CO2.

El proyecto, de cinco años de duración, «marca el inicio de una nueva generación de conversión energética, más rápida, más eficiente y más sostenible. Una revolución tecnológica nacida en Aragón que aspira a transformar cómo el mundo consume y gestiona la energía eléctrica», apunta Héctor Sarnago, quien destaca su importancia para sectores como la transición energética, el vehículo eléctrico, la industria 4.0 y la computación de altas prestaciones.

SPEED -cuenta con un equipo de dos postdocs, tres doctorandos y un técnico especializado-, permitirá así disponer de convertidores más eficientes, con un nivel de eficiencia por encima del 99%, además de ser ultra-compactos (>50 kW/l) y más económicos al reducirse de forma drástica componentes pasivos y sistemas de refrigeración.

En concreto, la mejora de la eficiencia, tendrá un impacto muy positivo. Ahondando en los distintos sectores, por ejemplo, en la movilidad eléctrica redundará en una reducción de hasta el 35% de pérdidas en motores por la disminución del rizado eléctrico.

Pero el impacto positivo se producirá igualmente en otros sectores como los centros de datos, inteligencia artificial o supercomputación. En estos ámbitos, el desarrollo de la investigación facilitará disponer de fuentes de alimentación ultra-compactas y más eficientes, permitiendo hasta 1MW/rack.

En las energías renovables y redes eléctricas, también la integración será más eficiente y estable. A estos beneficios se suman nuevas aplicaciones RF (radiofrecuencia) y médicas que ahora no se pueden realizar con la electrónica convencional, lo que permitiría a su vez avanzar y dar un salto notable en estos sectores.

Innovación en tres niveles

El proyecto plantea un enfoque integral que combina innovaciones en tres niveles. Uno de ellos es el dispositivo semiconductor, centrándose en un nuevo switching cell con drivers dinámicos adaptativos totalmente basados en GaN, con capacidad de suministrar corrientes ultrarrápidas y compensar impedancias parásitas.

Otro de los niveles se corresponde con la topología y control. En este caso, el foco se pone en convertidores multinivel, componentes magnéticos integrados adaptados a decenas de MHz y control digital con resolución de picosegundos mediante arquitecturas System-on-Chip.

Y, finalmente, otro de los niveles de innovación es la integración electromagnética. Aquí se incluye la integración de semiconductores en el PCB, los nuevos sistemas de disipación basados en AIN y blindajes electromagnéticos integrados.

Zaragoza, a la cabeza

Este proyecto es uno de los 349 seleccionados por Europa con una dotación económica de 728 millones para el desarrollo de sus proyectos disruptivos dentro de la convocatoria ERC Consolidator Grant correspondiente a 2025.

a Universidad de Zaragoza ha resultado financiada en 25 proyectos ERC desde el año 2009, sumando 40,6 millones de euros en total. Unos datos con los que se sitúa entre las cinco primeras universidades españolas en el ranking nacional por número de ERCs obtenidas en el programa Horizonte Europa.