El genio de la electrónica

La electrónica de potencia está detrás de la gestión del 70% de la energía eléctrica mundial. Esta disciplina de la ingeniería se encarga de controlar y convertir la energía eléctrica mediante dispositivos semiconductores para optimizar su uso. La energía se ha convertido en un bien cada vez más valioso y aumentan las dificultades para producirla a través de los combustibles fósiles, por eso todo lo que conduzca a ganar eficiencia abre las puertas al futuro.

Precisamente la electrónica de potencia es lo que motivó a Héctor Sarnago Andía (Ólvega- Soria 1986) a especializarse en esta disciplina, tras su licenciatura en Ingeniería de Telecomunicaciones, en la que se ha convertido en un especialista, siendo uno de los investigadores destacados del Instituto de Investigación de Ingeniería de Aragón (I3A) de la Universidad de Zaragoza, donde trabaja como docente-investigador.

Tras licenciarse en Telecomunicaciones sus primeras prácticas en una empresa fabricante de electrodomésticos le permitieron tomar contacto con la electrónica de potencia. Esto le impulsó a cursar un máster y el posterior doctorado en ingeniería electrónica. De allí dio el salto a la Universidad de Zaragoza, donde ha desarrollado una prolífica carrera investigadora, en la que ya suma 180 publicaciones científicas (en revistas, capítulos de libros, participaciones en congresos) y 60 patentes, muchas de ellas fruto de colaboraciones con grandes compañías del sector industrial.

«No tirar la energía a la basura» es lo que llevó a «investigar para cubrir los huecos que había», manifiesta Sarnago, que subraya la proyección que tiene la electrónica de potencia porque se están electrificando muchos usos, uno de ellos es el sector del automóvil, pero también se encuentra la Inteligencia Artificial, con la necesidad de alimentar de los centros de datos que requieren enormes cantidades de energía y sistemas de refrigeración.

En este sentido sostiene que la «eficiencia es uno de los pilares» para conseguir no malgastar la energía, al que se debe añadir el tamaño compacto de los equipos para que el coste final y la huella de los materiales sea lo más pequeña posible.

Las aplicaciones de la electrónica de potencia en la fabricación de electrodomésticos, fundamentalmente para placas de inducción, fueron los primeros pasos que dio Héctor Sarnago en el inicio de su carrera investigadora. Posteriormente, en la Universidad de Zaragoza, abrió otras líneas. La primera sobre convertidores electrónicos de potencia para vehículos eléctricos, «en la que nos ha ido bastante bien y hemos tenido muchas relaciones con empresas internacionales desarrollando productos que están en el mercado», precisa y una segunda, especializada en aplicaciones biomédicas para campos pulsados de alta intensidad dirigidas a tratar de generar técnicas ablativas (de invasión mínima) para los tratamientos de cáncer.

Sarnago forma parte del Grupo de Electrónica de Potencia y Microelectrónica de investigación de la Universidad de Zaragoza y gracias a su trabajo ha conseguido destacados desarrollos tecnológicos en aplicaciones dirigidas al vehículo eléctrico. Sobre esta última, este ingeniero doctor sostiene que se trata de una tecnología que se encuentra desarrollada y aunque sigue evolucionando, «está madura y se puede decir que un coche eléctrico es cien por cien equiparable a un coche de combustión», explica.

Héctor Sarnago afronta un nuevo reto en su carrera investigadora. A partir de septiembre liderará un proyecto SPEED, que le han concedido dentro del prestigioso programa europeo ERC Consolidator Grant, del Consejo Europeo de investigación, que propone un salto tecnológico sin precedentes y que permitirá llevar la electrónica de potencia a un nuevo régimen de funcionamiento de 100 a 500 veces más rápido que el actual.

SPEED desarrollará la primera generación de electrónica de potencia sub-nanosegundo, capaz de realizar transiciones eléctricas en picosegundos, dos órdenes de magnitud más rápido que las últimas tecnologías comerciales. Según las estimaciones del proyecto, la adopción de estas tecnologías podría generar ahorros energéticos de 16,78 teravatios hora, equivalentes a 4.797 millones de euros y la reducción de 3,4 millones toneladas de CO2.

La velocidad extrema permitirá convertidores más eficientes, ultra-compactos y más económicos. Una tecnología clave para sectores como la movilidad eléctrica, los centros de datos, la IA y la supercomputación, las energías renovables y redes eléctricas y nuevas aplicaciones médicas. El SPEED plantea un enfoque integral que combina innovaciones en tres niveles que están relacionados con los dispositivos semiconductores, como un nuevo switching cell con drivers dinámicos adaptativos basados en GaN, capaces de suministrar corrientes ultra-rápidas; topologías y el control, con convertidores multinivel, componentes magnéticos integrados adaptados y control digital con resolución de pico-segundos mediante arquitecturas Systeme-on-Chip e integración directa de semiconductores en el PCB, nuevos sistemas de disipación y blindajes electromagnéticos integrados.

El proyecto de Héctor Sarnago es uno de los 349 seleccionados por Europa en la convocatoria ERC Consolidator Grant 2025, en el que se ha tenido en cuenta la innovadora idea planteada por el investigador soriano.

Cuenta con un presupuesto de dos millones de euros y se desarrollará durante cinco años. Con él Trabajarán dos postdoctorandos, tres doctorandos y un técnico especializado. «Es un cambio de paradigma y tenemos la idea de cambiar las reglas de cómo se aplica actualmente la electrónica de potencia y si sale como esperamos van a cambiar muchas de las aplicaciones actuales», explica Sarnago.

En concreto lo que se pretende demostrar, en el marco de este proyecto europeo, es si es posible cambiar ciertas aplicaciones en los centros de datos y hacerlos más eficientes, más pequeños y que se puedan conectar directamente a la redes de alta tensión, así como también se trabajará en las aplicaciones del vehículo eléctrico, con el objetivo de hacer más eficientes las baterías.

«La clave es hacerlo más rápido», reitera el investigador soriano, «y al hacerlo más rápido puedes hacerlo más pequeño y a la vez más eficiente».

Por último, como investigador, Héctor Sarnago considera que, dentro de su campo científico, el acceso a los fondos es relativamente fácil, ya sean para proyectos públicos como para proyectos privados, dado que hay muchas empresas que demandan soluciones tecnológicas que sean competitivas, pero a la vez que considera que el trabajo burocrático se debería simplificar, dado que la gestión que conlleva la realización de un proyecto lleva una importante carga y «es una pena, porque los investigadores se dedican a cumplimentar requisitos formales en lugar de a investigar».