ATOM H2, la tecnología que almacena el excedente de energías renovables de forma segura, gana la fase nacional de James Dyson Award 2024
Un grupo de estudiantes de la universidad ELISAVA ha diseñado una tecnología que convierte el exceso de energías renovables en hidrógeno y lo almacena de forma segura en estado sólido utilizando hidruros metálicos. Cuando se necesita la energía, el hidrógeno se libera de los hidruros metálicos y se convierte de nuevo en electricidad mediante una pila de combustible.
Cada año se desperdicia energía renovable como para abastecer a más de 50 millones de hogares, lo que equivale a la población total de países como España y Canadá juntos.
El mercado de almacenamiento de energía es un sector en rápido crecimiento. Se espera que el mercado alcance un valor de entre $60,000 millones y $100,000 millones USD para 2030, impulsado por la creciente integración de energías renovables.
Una solución integral que mejora el cuidado neonatal y una máquina para tratar la apnea del sueño en la propia mascarilla son los dos proyectos finalistas en España.
Ya se han dado a conocer los ganadores nacionales de los prestigiosos premios de diseño James Dyson Award. Dirigidos a jóvenes estudiantes y coordinados por la Fundación James Dyson, estos galardones buscan animar, impulsar e inspirar a la siguiente generación de ingenieros de diseño para desarrollar soluciones que resuelvan problemas reales de la sociedad.
En esta edición 2024, James Dyson Award ha premiado a un proyecto ganador, ATOM H2, y a dos finalistas:
El proyecto ganador
ATOM H2
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El problema
Este año, el galardón español aborda el problema de la pérdida de energía renovable que no podemos llegar a consumir. La tecnología ATOM H2 convierte el exceso de energía en hidrógeno y lo almacena de forma segura en estado sólido utilizando hidruros metálicos, garantizando un suministro fiable.
El proceso comienza con el uso de energía renovable, como la solar o la eólica, para generar hidrógeno mediante electrólisis, que divide el agua en hidrógeno y oxígeno. A continuación, el hidrógeno se almacena en un depósito central utilizando hidruros metálicos, que permiten almacenar el hidrógeno en estado sólido. Este método es más seguro y eficaz que el almacenamiento de hidrógeno en estado gaseoso o líquido.
Cuando se necesita energía, el hidrógeno se libera de los hidruros metálicos y se convierte de nuevo en electricidad mediante una pila de combustible. Este proceso genera energía limpia, con el agua como único subproducto. El sistema es modular, lo que significa que pueden añadirse unidades de almacenamiento adicionales según sea necesario para satisfacer las distintas demandas de energía.
Se trata de una tecnología que garantiza un suministro de energía estable y fiable al reducir los residuos y utilizar la energía renovable de forma más eficaz. Esto la convierte en una solución práctica para el almacenamiento sostenible de energía.
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¿Qué lo hace diferente?
El sistema de almacenamiento de hidrógeno ATOM H2 destaca por varias razones. Utilizan hidruros metálicos para almacenar hidrógeno en estado sólido, lo que resulta mucho más seguro y eficiente que los métodos tradicionales de almacenamiento en estado gaseoso o líquido. Este almacenamiento en estado sólido reduce los riesgos asociados a la alta presión y las temperaturas extremas.
Otra característica es que, al tratarse de un sistema modular, permite escalarlo fácilmente. Los usuarios pueden añadir o eliminar unidades de almacenamiento para satisfacer sus necesidades energéticas específicas sin grandes rediseños. Esta flexibilidad es ideal tanto para pequeñas instalaciones residenciales como para grandes aplicaciones industriales.
Además, se centra en la sostenibilidad. El sistema solo produce agua como subproducto, lo que contribuye a un medio ambiente más limpio. Al almacenar eficazmente el exceso de energía renovable, también ayuda a reducir el despilfarro energético y fomenta el uso de estas fuentes de energía.
“Actualmente, estamos embarcados en el viaje de llevar este piloto a un contexto real para que este producto innovador, además de formar parte de nuestras vidas, impacte positivamente a todas las demás, tanto presentes como venideras, respetando así de manera consciente el cuidado del medio ambiente”, apunta Mariona Figueras, una de las mentes involucradas en el proyecto.
La Invención
ATOM H2 nace gracias al compromiso del equipo de los estudiantes de Ingeniería de Diseño Industrial en la Escuela Universitaria ELISAVA, Anna Martín, Mariona Figueras y Marcel Rovira. “La inspiración de este proyecto surge de la creencia profunda de que puedo contribuir a la sociedad, pero sé que esto solo se logra a través de acciones concretas”, explica Marcel. “Soy una persona curiosa, que disfruta investigando y aprendiendo. El encuentro con Anna durante nuestra carrera fue un punto de inflexión, donde comenzamos a plantearnos un futuro en el que pudiéramos aportar algo significativo. Ambos compartimos un gran interés por la energía, y decidimos canalizar ese interés en un proyecto conjunto.”
Desde pequeña, Anna siempre tuvo una profunda motivación por crear algo que aportase al mundo. Esta pasión le llevó a estudiar Ingeniería y Diseño Industrial con la clara convicción de contribuir a mejorar la vida de las personas a través de un producto innovador. “Mi entusiasmo por las energías renovables fue el motor que me impulsó a embarcarme en esta aventura. Marcel y yo comenzamos el proyecto a través de diversas actividades de brainstorming, aplicando la metodología de creación de producto que aprendimos en la universidad. Además, pudimos hacer tangible nuestra idea y crear nuestro primer piloto como trabajo de final de grado, en el que se incorporó Mariona. Actualmente, estamos realizando las primeras pruebas piloto con nuestros primeros clientes y confiamos en que este proyecto crecerá muchísimo en los próximos años”, comenta.
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“Tras haber finalizado el grado de Ingeniería de Diseño Industrial, me llevo una gran cantidad de aprendizajes, destacando que la clave del éxito es hacer las cosas con pasión y rodearse de un buen equipo. Tener el privilegio de contribuir a la evolución de este proyecto es una experiencia increíble que reafirma una gran verdad: sueña en grande porque, con dedicación, pasión, esfuerzo y compromiso, todo es posible”, concluye Mariona.
El equipo ganador de la fase nacional de James Dyson Award recibe hoy el reconocimiento y la visibilidad de la institución, así como una aportación económica de 5.800€ para apoyar sus próximos pasos en el desarrollo y la comercialización de ATOM H2.
“Queremos expresar nuestro profundo agradecimiento por haber recibido el galardón nacional James Dyson Award. Este reconocimiento significa muchísimo para nosotros. Haber estudiado Ingeniería de Diseño Industrial, comenzar este proyecto en segundo año y, ahora, habernos graduado, nos ha permitido cumplir un sueño que teníamos desde que ingresamos en la carrera. Siempre escuchamos hablar de este premio, y lograrlo ha sido un honor. Esperamos que, con el apoyo de Dyson y su equipo, podamos llegar muy lejos y ayudar a muchas personas, haciendo realidad este sueño”, señalan.
Los finalistas
NeoShell
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El problema
La inspiración para el desarrollo de NeoShell surgió tras varias visitas al Hospital Clínic de Barcelona, donde sus creadores, Ainara Rico, Carmen Guerra, Emma Brugué, Marcel del Valle, Alex Bretaudeau, María Fernández, Miquel Clotet, Pau Padrós y David Riol, estudiantes de Ingeniería de Diseño Industrial de la Escuela Universitaria ELISAVA, observaron los desafíos en las Unidades de Cuidados Intensivos Neonatales (UCIN). Les conmovieron las dificultades que enfrentaban, como el control de humedad, la limpieza y los procedimientos médicos. Motivados por esto, entrevistaron a enfermeras y médicos para conocer sus experiencias y necesidades diarias.
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“Varios de los miembros del equipo hemos tenido experiencias cercanas con neonatos en incubadora. David nació a los 7 meses y estuvo un mes en la incubadora y yo tuve una hermanita que nunca salió de la incubadora. Aunque no lo recordemos, teníamos el deseo de humanizar esta experiencia pues sabemos que es difícil tanto para las familias como para el bebé. Las primeras semanas de vida son esenciales y, de una manera u otra, influyen durante el resto de nuestras vidas”, explica Miquel.
La solución
Así nació NeoShell: una solución integral que mejora el cuidado neonatal y facilita el trabajo del personal médico. Su objetivo es priorizar el bienestar de los bebes, aliviar las cargas emocionales para las familias y mejorar los resultados en las UCIN.
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NeoShell funciona mediante una doble cúpula de forma redonda, evocando el vientre materno, que permite un acceso completo al paciente desde todos los ángulos, facilitando así los procedimientos médicos. Su sistema de inclinación externa, controlado electrónicamente, mejora la seguridad al evitar que las extremidades del prematuro queden atrapadas entre la cama y la cúpula. Esta misma inclinación facilita el acceso al equipo médico necesario y su limpieza interna, simplificando los procedimientos y cuidados del bebé. Las cúpulas ovaladas previenen la acumulación de vapor de agua y gotas perjudiciales, y además son polarizadas para proteger los ojos sensibles de los neonatos.
Esta nueva incubadora facilita la atención médica con fijaciones integradas para tubos respiratorios y de alimentación, asegurando una gestión eficiente de los cables necesarios. Además, incorpora una mesa, eliminando así la necesidad de apoyos adicionales. Su innovador diseño de nido (una almohada alrededor del bebé) con velcro, mejora la comodidad y aborda problemas como la plagiocefalia y la asfixia. Un diseño que busca el confort del bebé y minimiza los riesgos de infección.
“El proceso de diseño, testeo y prototipado de NeoShell fue un desafío constante. Cada solución que encontramos trajo consigo nuevos obstáculos y coordinar a un equipo de nueve personas no fue tarea fácil. Justificar un diseño tan innovador y fuera de lo convencional requirió un esfuerzo considerable. A pesar de las dificultades, estoy convencido de que el resultado final refleja plenamente el esfuerzo y la dedicación que invertimos en él. Creemos firmemente que la idea presentada no solo es viable, sino que tiene el potencial de transformar el cuidado neonatal, mejorando la experiencia tanto de los pacientes como del personal sanitario y, por supuesto, de los padres”, comenta Alex.
Aria
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El problema
La apnea del sueño es un trastorno que padecen cerca del 22% de los hombres y el 17% de las mujeres y afecta especialmente a las personas mayores. Además, el 80% de los casos nunca llegan a diagnosticarse y, de los que lo hacen, el 50% abandona el tratamiento.
Todos los sistemas actuales consisten en maquinarias que se ubican en la mesita de noche, conectadas al paciente a través de un tubo y una mascarilla, lo que limita libertad a la hora de dormir. El paciente se ve obligado a dormir boca arriba o de lado y no puede darse la vuelta o moverse en la cama. Un trastorno muy frecuente, con un tratamiento insatisfactorio y con un alto índice de abandono.
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“Pasamos meses haciendo búsqueda sobre posibles proyectos hasta que vimos cómo de invasivos son los tratamientos para trastornos muy comunes, como la apnea del sueño. Para tratar la apnea, se usa el CPAP, que es una máquina enorme de mesita de noche que genera presión que se infunde a la boca del paciente mediante un tubo. Sabíamos que tenía que haber una forma mejor”, comenta Pau Padrós, uno de los creadores de Aria.
La solución
Creado por Pau Padrós, Liam Farrel, Alex Bretaudeau y Cristina Marcello, estudiantes de Ingeniería de Diseño Industrial de la Escuela Universitaria ELISAVA y por Berta Lloveras graduada en Ingeniería Biomédica en la Universitat de Barcelona, Aria integra todos los sistemas de una máquina CPAP para tratar la apnea del sueño en la propia mascarilla, eliminando el tubo que conecta la mascarilla con la maquinaria externa, dando plena libertad al paciente.
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El dispositivo reúne todo el sistema CPAP acoplado a la mascarilla. Funciona con dos motores Dyson V9 en forma de Y, colocados hacia abajo, lejos de las orejas. Estos motores funcionan al 40% de potencia para un rendimiento más silencioso. Si el paciente se gira y un motor se obstruye, el otro lo compensa.
Una batería central extraíble alimenta los motores, incluyendo unos LEDs para mostrar el estado de la carga. Los pines magnéticos que conectan la batería a los motores también funcionan como cargadores en un soporte. La naturaleza plug-and-play de las baterías, permite a los pacientes viajar con Aria, algo inimaginable con los CPAP actuales. Esto también lo hace más resistente a los cortes de electricidad y se adapta mejor a los países en desarrollo.
Diseñado para un fácil desmontaje, Aria facilita la limpieza y reparación. El mantenimiento más habitual es la sustitución de los filtros, que se realiza desenroscando un tapón. Además, es compatible con todas las mascarillas existentes (cánulas nasales, nasal y buconasal).
Aria también es más ligero y pequeño que los diseños actuales, lo que contribuye a que los usuarios puedan llevar una vida lo más normal posible. “A diferencia de mis compañeros, mis estudios universitarios no constan de un Grado en Ingeniería de Diseño Industrial, sino que yo me gradué en Ingeniería Biomédica en la Universitat de Barcelona, en la Facultad de Medicina del Hospital Clínic de Barcelona. Este hecho, en gran parte, me dio los conocimientos necesarios para poder aportar y contrastar los aspectos técnicos y médicos de proyectos a desarrollar una vez empecé mi etapa en el diseño y desarrollo de producto. Con una base científica y técnica y las capacidades imaginativas, de conceptualización y de desarrollo de todos los miembros del equipo, hemos podido presentar una solución viable al problema”, comenta Berta.
Un paso más para conocer a los ganadores mundiales
ATOM H2, NeoShell y Aria pasan a la siguiente fase de James Dyson Award. El 16 de octubre se anunciará la lista de los 20 finalistas internacionales, seleccionados por los ingenieros de Dyson, y el 13 de noviembre se conocerán los ganadores mundiales, elegidos por James Dyson.
James Dyson Award
James Dyson Award es un concurso internacional de diseño que inspira y celebra a la próxima generación de ingenieros de diseño. Este año se celebra en 29 países y ha apoyado más de 400 inventos que resuelven problemas, con más de un millón de libras esterlinas en premios. Está dirigido por la Fundación James Dyson, la organización benéfica de Sir James Dyson dedicada a la enseñanza de la ingeniería.
