Research lines

• Avalista Ciencia y Tecnología Nuclear 1: D. José Manuel Perlado Martín (UPM)
• Avalista Ciencia y Tecnología Nuclear 2: Dña. Carolina Ahnert Iglesias (UPM)
• Avalista Ciencia y Tecnología Nuclear 3: D. Pedro Velarde Mayol (UPM)

La línea de investigación en Ciencia y Tecnología Nuclear proviene del Programa Oficial de Doctorado en Ciencia y Tecnología Nuclear, que obtuvo la Mención hacia la Excelencia de 2011-2012 a 2013-2014 (referencia: MEE2011-0065) y que a su vez procedía de la transformación del anterior Programa de Doctorado en Ciencia y Tecnología Nuclear que obtuvo la Mención de Calidad en el curso 2003-2004 (MCD 2003-00293) y la fue renovando de forma ininterrumpida.

Los doctorandos que han seguido este Programa de Doctorado a lo largo de más de una década, han obtenido normalmente financiación para la realización de su trabajo de Tesis Doctoral, bien a través de las Convocatorias Públicas del Ministerio de Educación, Cultura y Deporte (becas FPI, FPU), de la CICYT, de la Universidad, y de proyectos europeos (del Programa Marco de investigación de EURATOM). También mediante contratos con centros de investigación nacionales (CIEMAT) o extranjeros (LLNL, Limeil, Max Planck), con el Consejo de Seguridad (CSN), o con empresas (ENRESA, ENDESA, UNESA, Centrales Nucleares), o a través de las Cátedras del Departamento financiadas por otros organismos o empresas. Este hecho demuestra el interés que tiene esta área investigadora, que se presenta como fundamental para el futuro de las aplicaciones energéticas e industriales de la energía nuclear de fisión y de fusión, donde se encuentran muchas líneas abiertas de trabajo e investigación, con distintos conceptos de futuro por evaluar y desarrollar.

Esta línea de investigación es de una significada relevancia científica e investigadora, baste constatar que en los Programas Marco europeos dispone de un Programa propio: el de Euratom, teniendo además la relevancia académica especializada necesaria para formar nuevos investigadores. Por otra parte, su relevancia profesional está asociada al trabajo en instalaciones nucleares avanzadas, como los reactores de fusión nuclear en construcción: ITER (confinamiento magnético) o NIF (confinamiento inercial), los programas de reactores avanzados de fisión nuclear de la Generación IV, los sistemas de transmutación nuclear y ADS, los aceleradores de partículas, entre otros.

En nuestra sociedad industrial son muy abundantes las aplicaciones de los aparatos generadores de radiaciones y de las sustancias radiactivas en la industria, la medicina o la investigación. Su utilización rara vez ofrece controversia, dado lo inmediato de los beneficios obtenidos, y la formación de expertos capaces de diseñar y manejar las instalaciones adecuadas, para hacerlo en condiciones seguras, responde claramente a una necesidad social. Iguales comentarios cabría hacer con respecto a las fuentes de energía renovables, e incluso la energía de fusión recibe un claro respaldo social, demostrado por el apoyo de las instituciones a los programas de investigación en ella, que reciben importantes recursos.

Sin embargo, con relación a las instalaciones nucleares de fisión, el panorama social es, cuando menos, diferente. Los últimos años reflejan situaciones muy diversas en relación con el desarrollo de la industria nuclear, no tanto por problemas internos como por las circunstancias que lo han condicionado, tales como accidentes nucleares (TMI-2, Chernóbil, y más recientemente Fukushima) de tremendo impacto social; la oposición antinuclear de diversa índole; o las crisis económicas y energéticas, con periodos de descenso en la tasa de crecimiento del consumo de energía eléctrica.

Por su parte, en la Unión Europea «la energía nuclear permanecerá en la cesta energética como opción baja en carbón a gran escala, (…)» (EU Energy roadmap 2050).

Sub-líneas de Investigación 1

Ciencia y Tecnología de Sistemas Avanzados de Fisión Nuclear

La energía nuclear de fisión cuenta con suficientes reservas de uranio como para garantizar la producción del combustible nuclear durante décadas. No obstante, en línea con el concepto de sostenibilidad, la tecnología de los reactores estudiados para la llamada Generación IV persigue lograr un mayor aprovechamiento de los recursos, y que además los diseños ofrezcan mejoras importantes en cuanto a la seguridad, resulten más eficientes económicamente, presenten una baja susceptibilidad a la proliferación armamentística y minimicen los residuos radiactivos generados. Las perspectivas para estos reactores se extienden a partir de mediados del presente siglo en adelante.

Fusión Nuclear

Con respecto a la Fusión Nuclear como fuente masiva de Energía, actualmente la Investigación y Desarrollo de su tecnología es el de un área de conocimiento que precisa aún de elementos básicos para su implantación efectiva. Sin embargo, las líneas fundamentales en las que estará asentada esa tecnología están establecidas. Nos encontramos frente a dos opciones para la realización comercial de la fusión termonuclear: magnética e inercial, cada una de las cuales dicta su propia tecnología, aún reconociendo en su desarrollo diversos componentes comunes.

• Avalista Energías Renovables, Combustibles y Medio Ambiente 1: D. José María Martínez-Val Peñalosa (UPM)
• Avalista Energías Renovables, Combustibles y Medio Ambiente 2: D. Antonio Crespo Martínez (UPM)
• Avalista Energías Renovables, Combustibles y Medio Ambiente 3: D. Alberto Abánades Velasco (UPM)

Esta línea pretende aprovechar aquellas áreas de I+D del campo de la Energía en las que son expertos los miembros de los Grupos de investigación del Departamento de Ingeniería Energética y Fluidomecánica. Con ello se aspira también a cubrir una oferta de doctorados de los que la UPM como universidad técnica no puede estar ausente, y que tienen su reflejo internacional más evidente en el SETPlan de la UE. Hay que reconocer que dicho plan, que entre otras cosas no dispone de presupuesto propio, tiene más aspiraciones de catalizador que de dinamizador, y nació con la esperanza de fomentar tanto las nuevas tecnologías que no hiciera falta replantearse ningún plan alternativo. Más aún, se tenía esperanzas de poner en marcha la EERA (European Energy Research Alliance) en la que convergieran la mayor parte de los grandes centros de I+D y pusieran en común sus estrategias, para evitar solapamientos y lagunas, y para crear sinergias. Y aquí es obligado reconocer dos cuestiones: el escaso éxito en poner en común los planes nacionales de I+D Energética y la escasa presencia de las universidades en esa iniciativa de coordinación sinérgica de esfuerzos investigadores en el tema energético.

Más aún, la propia UE se contradijo en sus políticas, pues casi al mismo tiempo lanzó las KIC, Knowledge and Innovation Communities, con carácter de concurrencia competitiva, y por tanto en franca contradicción con la puesta en común de la EERA. Una de las primeras KIC convocadas fue la de energía, la cual fue ganada por el consorcio InnoEnergy, que tiene su sede central en Delft (Países Bajos).

Aunque el concepto de Desarrollo Sostenible se presenta a menudo como una concepción unitaria, para lograr unas condiciones más armónicas en las actividades socioeconómicas, lógicamente cabe segmentarlo en campos diferenciados, que sin duda interactúan con otros campos, pero que presentan una problemática bien definida. Así se ha hecho en InnoEnergy, y aunque no tiene por qué ser un ejemplo orientativo, sí se entiende perfectamente que tenga un polo dedicado a la Energía Nuclear Sostenible y su convergencia con las Renovables en Grenoble (Francia), otro a la de Energía de los Combustibles Químicos en Stuttgart (Alemania) y su sede Ibérica de Energías Renovables en Cataluña, figurando como coordinador de área el IREC (Instituto de Investigación Energética de Cataluña), además de otras.

Esta segmentación en líneas de coherencia interna resulta muy útil en el caso de la Energía, que sin embargo quedaría coja o desvertebrada si no se contara con la existencia de una serie de materias que son transversales, tales como Tecnología Eléctrica, Resistencia de Materiales, Termotecnia, Tecnología Electrónica, Mecánica de Fluidos, Termodinámica Aplicada, etc,. Lo cual lleva a una Estructura matricial, la cual tendrá diversa significación en la fase formativa previa al Programa y luego en la de investigación propiamente dicha de los futuros doctores, pues en la primera el alumno habrá de completar su formación en las materias transversales, e iniciarse con la debida intensidad en la línea de investigación en la que va a hacer su tesis; y en la segunda tendrá que utilizar herramientas analíticas y de cálculo, procedentes de las materias transversales, y sus capacidades innovadoras se habrán de proyectar en el tema escogido.

El resultado deberá ser la formación de doctores con profunda capacidad de innovación en el ámbito correspondiente de su especialidad, y con demostrada capacidad de trabajo en un proyecto de enjundia, cubriendo la difícil tarea de sincronización de la investigación para un fin objetivado y práctico.

Sub-líneas de Investigación 2

La investigación estará agrupada en dos familias de sub-líneas más concretas, siendo estas últimas los verdaderos ejes de las investigaciones que se proponen, y en los cuales habrá que definir coherentemente los Proyectos unitarios de integración de trabajos doctorales. Estas son las siguientes:

• Energías Renovables.
• Energía termosolar para generación de electricidad.
• Energía eólica.
• Optimización de sistemas termodinámicos.
• Combustibles y Medio Ambiente.