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Un investigador de la UPNA recibe una ayuda de la UE para investigar el control de la radiación térmica en la nanoescala
Iñigo Liberal Olleta, investigador del Instituto de Smart Cities (ISC) de la Universidad Pública de Navarra (UPNA), ha obtenido una ayuda Proof of Concept (Prueba de concepto) del Consejo Europeo de Investigación (ERC, por sus siglas en inglés) para el proyecto denominado LALOS, centrado en el desarrollo de nuevos emisores térmicos (fuentes de luz infrarroja generada por el calor, cuya emisión puede dirigirse o ajustarse para aplicaciones tecnológicas). El objetivo es lograr una emisión de alta coherencia y estabilidad espectral, aplicable en superficies amplias y a bajo coste. El respaldo económico del ERC, la principal organización de la Unión Europea que financia en Europa investigación excelente de frontera, asciende a 150.000 euros y el proyecto tendrá una duración de 18 meses. La iniciativa se enmarca en el esquema ERC Proof of Concept, concebido para acercar a aplicaciones reales o a fases tempranas de uso comercial resultados científicos generados en el contexto de proyectos financiados previamente por el ERC.
El investigador Iñigo Liberal, en el laboratorio para óptica cuántica y fotónica del campus de Arrosadia.
“La radiación térmica es un proceso del máximo interés para aplicaciones tecnológicas como la gestión de calor y energía, los sistemas de visión térmica y las fuentes de luz destinadas a espectroscopía, sensado y comunicaciones —describe Iñigo Liberal—. Sin embargo, esta radiación térmica, que es luz infrarroja, resulta muy difícil de manipular con elementos ópticos convencionales, como lentes y espejos. Esto se debe a que la radiación térmica tiene una naturaleza inherentemente ruidosa y carece de la coherencia que sí puede presentar, por ejemplo, la luz láser”.
La radiación térmica es la energía que emiten los cuerpos por su temperatura. Es un tipo de luz, normalmente infrarroja, que transporta calor y que, por ejemplo, detectan las cámaras térmicas. Este tipo de radiación se emite de forma desordenada y cambiante: las ondas no están sincronizadas entre sí, a diferencia de la luz láser, que es mucho más uniforme y fácil de dirigir. En consecuencia, las ondas de la radiación térmica no van acompasadas, lo que dificulta concentrarla o controlarla con lentes y espejos.
Tradicionalmente, este reto se ha “resuelto mediante nanoestructuras fotónicas, capaces de esculpir la distribución espacial de la radiación térmica a escala nanométrica y, con ello, mejorar su coherencia”. Las nanoestructuras fotónicas son superficies con patrones nanométricos (es decir, mil millones de veces más pequeños que un metro), que actúan como un molde para la luz. En la práctica, funcionan como una rejilla o relieve microscópico que obliga a la radiación (incluida la infrarroja del calor) a salir en direcciones mejor definidas o con unas longitudes de onda bien delimitadas, haciendo así la emisión más ordenada y, por tanto, más fácil de aprovechar.
Sin embargo, el uso de nanoestructuras conlleva “un coste elevado y exige una fabricación técnicamente compleja, especialmente, cuando se requieren estructuras muy precisas en superficies extensas”. “Estas limitaciones han dificultado la adopción de nanoestructuras fotónicas para controlar la emisión térmica en aplicaciones que requieran un bajo coste y/o una gran área”, añade el investigador.
Prototipos a bajo coste
El proyecto denominado LALOS (siglas en inglés de LArge-area, LOw-cost and Spectrally stable dynamical thermal emitters empowered by near-zero-index materials o Emisores térmicos dinámicos de gran área, bajo coste y estabilidad espectral, basados en materiales de índice de refracción cercano a cero) propone una alternativa basada en materiales cuyo índice de refracción es cercano a cero, conocidos como materiales NZI (por sus siglas en inglés).
Estos materiales de índice de refracción cercano a cero son aquellos en los que, para ciertas longitudes de onda (por ejemplo, en el infrarrojo), la luz se comporta de forma poco habitual y queda más “acompasada”, lo que ayuda a controlarla en capas ultrafinas sin recurrir a nanoestructuras complejas.
El planteamiento del investigador de la UPNA se apoya en efectos de interfaz, en lugar de resonancias geométricas, para confinar y manipular la radiación térmica en películas (films) de unos pocos nanómetros, sin que el grosor específico de esas capas ni otras dimensiones resulten críticos.
Esto significa que, en vez de depender de nanoestructuras con medidas exactas, el proyecto LALOS aprovecha fenómenos que aparecen en la superficie de contacto entre materiales para encauzar la radiación térmica en capas ultrafinas, sin que pequeñas variaciones de grosor sean determinantes. “De esta manera, se esperan desarrollar prototipos de emisores térmicos de alta coherencia y espectralmente estables, en áreas grandes y a bajo coste”, indica Iñigo Liberal.
LALOS se basa en experimentos preliminares desarrollados en el proyecto ERC Starting Grant NZINATECH, dirigido por Iñigo Liberal. En concreto, toma como punto de partida resultados obtenidos en la tesis doctoral defendida en la UPNA por el ingeniero eléctrico David Navajas Hernández , donde se validó con experimentos la base científica que hace posible el funcionamiento de esta propuesta. El nuevo proyecto desarrollará un prototipo avanzado y analizará su posible ampliación a escenarios de mayor escala.
Las ayudas Proof of Concept
El Consejo Europeo de Investigación (ERC) realizó en 2025 dos convocatorias de ayudas Proof of Concept. La última, dada a conocer esta semana, tiene al investigador de la UPNA como una de las 136 personas beneficiarias, que recibirán 150.000 euros cada una. Con estas ayudas, el número total de subvenciones Proof of Concept para 2025 alcanzó las 300, con un presupuesto global de 45 millones de euros. La financiación proviene de Horizonte Europa, el programa marco de la Unión Europea para la investigación y la innovación.
En las dos convocatorias de Proof of Concept de 2025, se evaluaron 879 propuestas. Las 300 ayudas concedidas en 2025 se desarrollarán en 23 Estados miembros de la UE y países asociados. El mayor número de proyectos se llevará a cabo en Alemania (51 ayudas), España (42), Italia (33) y el Reino Unido (31).
Las ayudas Proof of Concept están dirigidas a personal investigador que sea titular de una ayuda ERC de investigación de frontera o que la haya finalizado recientemente. La financiación permite desarrollar resultados de proyectos ERC en curso o ya concluidos y explorar su potencial de innovación, tanto desde el punto de vista comercial como social. Al igual que el resto de instrumentos del ERC, estas ayudas están abiertas a proyectos de cualquier ámbito, desde ciencias físicas e ingeniería hasta ciencias de la vida, ciencias sociales y humanidades.
Perfil de Iñigo Liberal
Iñigo Liberal Olleta (Pamplona, 1985) es ingeniero (2009) y doctor (2013) en Ingeniería de Telecomunicación por la Universidad Pública de Navarra. Profesor titular en la UPNA, recibió en 2020 una ayuda Starting Grant del Consejo Europeo de Investigación (ERC) , considerada como la de mayor prestigio científico de la Unión Europea. En la institución académica navarra, desarrolla su trabajo en el departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicaciones y forma parte del Instituto de Smart Cities (ISC).
Su actividad investigadora se centra en teoría de antenas, metamateriales, nanofotónica y óptica cuántica. Ha realizado estancias de investigación en instituciones como la Universidad Tecnológica de Delft (Países Bajos), la Universidad Aalto (Helsinki, Finlandia), la Universidad de Arizona (Tucson, Estados Unidos) y la Universidad de Pensilvania (Filadelfia, Estados Unidos).
