UTEC researchers seek to develop more efficient technologies to process electrical energy

En la búsqueda de un futuro energéticamente más eficiente, dos docentes de Ingeniería en Control y Automática de UTEC postularon y ganaron enla convocatoria Clemente Estable de la ANII, —que asciende a $1.900.000— en la modalidad I dirigida a investigadores consolidados. Con los recursos obtenidos, desde abril del presente año y durante 36 meses ejecutarán un proyecto de investigación que apunta a proponer alternativas de circuitos electrónicos que permitan procesar energía eléctrica de manera más eficiente. El proyecto se titula "Contribución a la concepción y desarrollo de topologías de convertidores multinivel para el procesamiento de energía eléctrica".

“Nos alegra. Este fondo representa que investigadores en el interior del país, en Rivera, puedan continuar contribuyendo con esta temática de investigación” expresó Ortiz en referencia a la obtención del financiamiento. Se trata del único proyecto financiado del área de Ingeniería y Tecnología en el interior del país en esta edición de la convocatoria.

La electrónica de potencia es una rama de la ingeniería eléctrica. Se ocupa de controlar y convertir la electricidad en formas adecuadas para las diversas aplicaciones. Dentro de esta rama, existen circuitos electrónicos que permiten procesar, controlar y acondicionar la energía. Estos son los convertidores estáticos de potencia. Estos convertidores son empleados en un extenso campo de aplicaciones en distintos rangos de voltajes y potencias, desde teléfonos inteligentes y laptops, hasta aplicaciones con mayores potencias como vehículos eléctricos y transmisión de energía a largas distancias.

El proyecto financiado por ANII pretende contribuir con la concepción de topologías de circuitos convertidores que posibiliten procesar energía eléctrica mostrando beneficios en relación a circuitos existentes considerados competitivos o de interés académico. Algunas de las características buscadas son mayor eficiencia, menor número de componentes, fácil operación, entre otras.

¿Por qué es importante avanzar en este tema?

En el año 2022, aproximadamente el 21% del consumo energético mundial fue en forma de electricidad y se espera que esta cifra alcance el 50% para el año 2050, según la Agencia Internacional de Energía (EIA). Esto se debe al aumento en la demanda de energía eléctrica en sectores como la industria, el hogar y, sobre todo, en los vehículos eléctricos. “Toda esta enorme cantidad de energía requiere ser generada de forma amigable con el medio ambiente, y también debe ser procesada de forma eficiente. La electrónica de potencia es un área que permite desarrollar tecnología para cumplir con este propósito”, explicó la docente de UTEC, Cindy Ortiz.

En electrónica de potencia los convertidores son dispositivos electrónicos que permiten controlar el flujo de energía eléctrica. Por ejemplo, en un auto eléctrico los convertidores juegan un papel crucial en controlar cómo la electricidad fluye desde la estación de carga hasta las baterías, y luego hacia los motores eléctricos del vehículo. “Una topología puede ser visualizada como el mapa de conexiones entre componentes que determina cómo la energía fluye a través del convertidor. Como resultado, algunas aplicaciones pueden ser más eficientes y mostrar mejor desempeño dependiendo de la topología de convertidor utilizada”, indicó el docente de Ingeniería en Control y Automática de UTEC, Wilmar Pineda.

Dentro de la Unidad Tecnológica de Automatismos y Sistemas Inteligentes de UTEC en Rivera, los docentes han iniciado una línea de investigación que busca desarrollar, controlar y optimizar convertidores estáticos para la integración de energías renovables, movilidad eléctrica, almacenamiento de energía en baterías, entre otras aplicaciones.  “Esta línea se ha fortalecido a través de los docentes investigadores en el área, por la compra de equipamiento científico en convocatorias internas de I+D, y participación en proyectos”, agregó el docente.

La ANII financió en 2023 un total de 53 investigaciones en diferentes áreas de conocimiento dentro de la convocatoria Clemente Estable. El proyecto de UTEC es uno de los cuatro seleccionados dentro del área de Ingeniería y Tecnología, y el único del interior del país que enfoca esta temática.