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Poca gente lo sabe, pero Chile es actualmente una potencia mundial de la energía solar, liderando la transición energética hacia el uso de fuentes renovables. No hay otro país del mundo que tenga en su matriz energética un porcentaje tan alto proveniente del sol —el 2025 llegaría a un 33,5%, según estimaciones oficiales— y somos el tercero del planeta, solo por debajo de Australia y España, en consumo per cápita.
Esto se debe a nuestras condiciones naturales —no hay otro lugar de la Tierra con mayor radiación solar directa que el desierto de Atacama— pero también a un impulso sostenido por independizarnos de las energías fósiles y contaminantes, al tiempo que nos hacemos cargo de reducir las emisiones y cumplir las metas globales de descarbonización.
Este aumento de la producción de energía solar ha ido de la mano con el desarrollo de nuevas tecnologías para captarla. De los tradicionales paneles fotovoltaicos, todavía muy útiles para consumos específicos, en los últimos años se ha transitado hacia la concentración solar de potencia (CSP), un tipo de energía termosolar mucho más eficiente y con mayor capacidad, la cual permite generar electricidad 24 horas al día y los siete días de la semana, inclusive en días nublados o meses invernales.
En términos simples, se trata de muchos espejos, llamados heliostatos, que reflejan la luz del sol y la concentran en un receptor. Este contiene en su interior un fluido, normalmente hecho de sales, que se calienta a temperaturas extremas —entre 290 y 565 grados celsius— y que luego transmite este calor a unas turbinas que lo transforman en electricidad.
En el norte de Chile, a 59 kilómetros de Calama, está la primera planta de CSP de Latinoamérica: se llama Cerro Dominador y posee 10.600 espejos de 140 m2 cada uno, que rodean y apuntan a una torre de 250 metros, la segunda construcción más alta del país después del Costanera Center. En su cumbre está el receptor y en su interior circulan las ardientes sales solares.
Estas sales se almacenan en inmensos estanques, fabricados de aceros al carbono e inoxidable, que con el movimiento, los cambios de temperatura del fluido y las grandes solicitaciones mecánicas que genera, sufren de una agresiva corrosión interna. Este problema, del que poco se sabe fuera de las plantas de CSP y que aún no tiene solución, paraliza las faenas e impide la generación de electricidad.
La corrosión es un proceso de deterioro de los materiales. En este caso, comienza desde que entra en contacto el metal de los estanques con la sal solar. Como esta se mueve en ciclos, es muy difícil regular y controlar la corrosión que provoca. Las estrategias anticorrosivas tradicionales han fallado porque están diseñadas para condiciones estándares, estáticas; en cambio, acá la situación es dinámica y extrema. Por ello, nuestro desafío consiste en diseñar estrategias para ambientes extremos, un reto muy ambicioso pero a la vez motivante.
Hay muchos investigadores en todo el mundo estudiando estrategias para contener esta corrosión. Desde el Centro de Nanotecnología Aplicada de la Universidad Mayor, junto a académicos de la U. de Chile y la U. Austral, ganamos el 2024 un Proyecto Fondecyt de Exploración para diseñar y desarrollar recubrimientos basados en nanomateriales capaces de mitigar este efecto. Así, alargaríamos la vida útil de los estanques y aumentaría la eficiencia de las plantas de energía solar CSP, por lo que invertir en ellas sería más seguro y rentable.
Nuestro proyecto se basa en nanomateriales de una familia muy novedosa, llamada MXeno, un cerámico bidimensional, con forma de hojuela, y muy resistente a condiciones extremas, como las que identificamos en las plantas CSP. A partir de estos materiales, en la U. de Chile fabricamos los recubrimientos y en la U. Mayor evaluamos si son aptos para soportar el ambiente dentro de la planta termosolar.
El objetivo es que el recubrimiento que desarrollemos se mantenga adherido el mayor tiempo posible dentro del estanque. Pero también estamos evaluando si, una vez despegado, este nanomaterial podría traer beneficios o desventajas a la mezcla de sales solares fundidas. Por ahora creemos que no lo hará, porque los MXenos tienen muy buenas propiedades de conducir y almacenar el calor.
Durante la investigación, que tiene una extensión de cuatro años, colaboramos con SQM, la empresa que fabrica las sales solares, y con el Grupo Cerro, empresa a cargo de la planta Cerro Dominador, por lo que tenemos su retroalimentación cada vez que la necesitamos y, si descubrimos algo interesante, podemos escalarlo rápidamente con ellos.
Este tipo de interacción entre empresas privadas y academia es muy virtuosa: por un lado, las y los científicos podemos aplicar la investigación que realizamos, y por el otro, la industria adquiere conocimientos y resultados asociados a tendencias novedosas. Es muy estimulante que la U. Mayor impulse estas vinculaciones, pues permite que mi trabajo tenga un impacto directo y concreto en la sociedad. En este caso, conseguir que Chile tenga una matriz eléctrica cada vez más limpia y sustentable.
Actualmente, en Chile hay otras tres plantas termosolares CSP en construcción, de las mismas características que Cerro Dominador, por lo tanto hay mucho que investigar y desarrollar para que la energía solar se siga consolidando.
Fabiola Pineda es doctora en ciencias de la ingeniería e investigadora del Centro de Nanotecnología Aplicada de la Universidad Mayor y del Solar Energy Research Center (SERC-Chile)
