El proyecto THEODORA financiado por la Agencia Estatal de Investigación avanza en materiales y sistemas para captar, almacenar y aprovechar mejor la energía solar.
La Universidad Loyola ha obtenido nuevos resultados para mejorar diferentes etapas del aprovechamiento de la energía solar, desde su captación y almacenamiento en forma de calor hasta su transferencia y transformación en electricidad. Los avances forman parte del proyecto THEODORA (Thermal Energy Storage and Materials Design for Solar-Driven Trigeneration) y se recogen en una serie de avances científicos y en una solicitud de modelo de utilidad vinculada al desarrollo de un sistema propio para caracterizar nanofluidos.
Dirigido por los investigadores José Luis Endrino Armenteros y Francisco de Paula Montero Chacón, THEODORA se planteó estudiar nuevos materiales para sistemas solares de trigeneración, tecnologías capaces de aprovechar una misma fuente energética para producir electricidad, calor y refrigeración. El proyecto aborda el problema a distintas escalas, desde las propiedades de los materiales hasta su posible integración en componentes y sistemas energéticos.
Mejorar la captación y transformar el calor en electricidad
Uno de los trabajos, publicado en 2025 en Dyna, analiza dos recubrimientos aplicados a un colector solar conectado a un sistema capaz de transformar calor en electricidad.
La simulación, realizada con datos meteorológicos de Dos Hermanas, muestra que uno de los recubrimientos estudiados, denominado NFT, ofrece un rendimiento superior al Pyromark en las condiciones analizadas. El trabajo también estudia cómo el envejecimiento de estos materiales puede afectar progresivamente a su capacidad para captar la radiación solar y, con ello, al rendimiento energético del sistema.
Cemento para almacenar calor
Otra de las líneas ha estudiado materiales basados en cemento como alternativa para almacenar energía térmica. El trabajo publicado en Journal of Physics: Conference Series compara mediante simulación el comportamiento del hormigón convencional con una formulación que incorpora nanopartículas de dióxido de silicio.
Los resultados indican que la incorporación de estas nanopartículas puede aumentar la capacidad del material para almacenar calor y modificar la forma en que responde a los cambios de temperatura. El estudio aporta así información para el diseño de futuros sistemas de almacenamiento térmico, aunque los resultados proceden de una evaluación numérica que deberá complementarse con validación experimental.
Nanofluidos para transportar mejor el calor
THEODORA ha investigado además los nanofluidos, líquidos que incorporan partículas de tamaño nanométrico para modificar algunas de sus propiedades.
Un estudio de U. A. Muhammad y José Luis Endrino, publicado en Frontiers in Materials, analiza cómo distintos aditivos pueden mejorar el comportamiento de estos fluidos. Los resultados ayudan a determinar qué formulaciones pueden resultar más adecuadas para favorecer la transferencia de calor en futuros sistemas energéticos.
Del laboratorio a la Transferencia del Conocimiento
Esta línea de investigación también ha dado lugar a una solicitud de modelo de utilidad, presentada por la Fundación Universidad Loyola en febrero de 2026 y publicada por la Oficina Española de Patentes y Marcas en julio con el número ES 1 330 507 U.
El denominado Sistema de ensayo para la evaluación de nanofluidos permite estudiar simultáneamente las propiedades térmicas y ópticas de estos materiales mientras circulan por un circuito cerrado y en condiciones controladas.
El dispositivo incorpora sensores y sistemas de medición que permiten modificar las condiciones del flujo y observar cómo cambia el comportamiento del fluido. De esta forma, facilita ensayos más próximos a las condiciones en las que estos materiales podrían utilizarse posteriormente en aplicaciones energéticas.
Una línea de investigación con posible continuidad
Los resultados obtenidos permiten avanzar en tres elementos complementarios de los sistemas solares: captar la radiación, almacenar la energía térmica y transportarla de manera eficiente. No suponen todavía la validación de un sistema completo de trigeneración, pero proporcionan conocimiento y herramientas para continuar desarrollando sus distintos componentes.
El equipo investigador está pendiente además de la resolución de una propuesta de colaboración con Filipinas que, en caso de obtener financiación, permitiría estudiar el comportamiento de estas soluciones en condiciones ambientales de humedad extrema y ampliar así el conocimiento obtenido durante THEODORA.
La investigación es parte del proyecto PID2021-128727OB-I00, financiado por MICIU/AEI/10.13039/501100011033/FEDER, UE (Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, Agencia Estatal de Investigación y Fondo Europeo de Desarrollo Regional de la Unión Europea).
Referencias bibliográficas:
Ortiz-Vasquez, L. F.; Endrino, J. L.; Roque, E.; Montero-Chacón, F. «Evaluation of the thermal capacity of cement-based thermal energy storage components. A case study». Journal of Physics: Conference Series, 2726, 012006, 2024. DOI: 10.1088/1742-6596/2726/1/012006.
Barrera-Díaz, C. D.; Ortiz-Vásquez, L. F.; Valbuena-Niño, E. D.; Fuentes, D.; Montero-Chacón, F.; Endrino, J. L. «Simulation of an Organic Rankine Cycle driven by solar energy based on the absorptance of NFT and Pyromark coatings in a parabolic trough collector». Dyna, 100, 436-443, 2025. DOI: 10.52152/D11456.
Muhammad, U. A.; Endrino, J. L. «The effect of surface functionalization of nanoparticles with additives on surface tension of binary nanofluid». Frontiers in Materials, 12, 1639560, 2025. DOI: 10.3389/fmats.2025.1639560. https://doi.org/10.3389/fmats.2025.1639560
ES1330507, “Sistema de ensayo para la evaluación de nanofluidos", inventado por Endrino Armenteros,José Luis; Valbuena Niño, Ely Dannier; Hernández Salazar, Cristian Andrés; Sánchez De La Nieta López, Agustín Aleandro; Montero Chacón, Francisco, publicado el 15 de julio de 2026. https://patentscope.wipo.int/search/en/detail.jsf?docId=ES483626548&_cid=P10-MU166B-50796-1
