Ignacio Mártil: entrevista exclusiva para AT

Ignacio Mártil de la Plaza es Doctor en Física y Catedrático de Electrónica en la UCM. Su investigación se centra en el estudio de las propiedades eléctricas y ópticas de materiales semiconductores, así como en dispositivos electrónicos basados en ellos, principalmente transistores y células solares. Además, ha escrito varios libros sobre tecnología, como Microelectrónica: La historia de la mayor revolución silenciosa del siglo XX y Energía solar: De la utopía a la esperanza. Y lo mejor es que hoy puedo compartir una entrevista en la que conocerlo un poco mejor y acercarnos también a sus interesantes opiniones sobre tecnología…

Ignacio Mártil

Architecnología: Siempre suelo comenzar con esta pregunta: ¿Quién es Ignacio Mártil?

Ignacio Mártil: Soy Doctor en Física (1982) y Catedrático de Electrónica (2007). Desempeño mi trabajo en la Universidad Complutense de Madrid, donde realizo mi actividad docente e investigadora, de carácter marcadamente experimental, que está centrada en el campo de la física de los semiconductores. Soy especialista en propiedades eléctricas y ópticas de estos materiales, así como en dispositivos electrónicos y opto-electrónicos basados en ellos. Y soy un apasionado de la divulgación científica: colaboro en numerosos medios de comunicación, soy muy activo en redes sociales, escribo libros, tengo una página web, etc.

AT: ¿Cuándo te comenzó a interesar el mundo de la ciencia y la tecnología? ¿Y en especial los semiconductores?

I.M.: Un pequeño apunte biográfico: terminé la carrera (Ciencias Físicas) muy joven, con 21 años y decidí dedicarme a la investigación científica bastante antes de finalizarla. Comencé mi actividad investigadora a finales los años 70 del siglo pasado, con el estudio de las propiedades de ciertos semiconductores de interés en dispositivos fotovoltaicos. En aquellos lejanos tiempos, las energías renovables eran una curiosidad científica con muy escasas aplicaciones, no ya comerciales, sino simplemente prácticas. Durante la realización de mi Tesis Doctoral, dediqué varios años al estudio de las propiedades de un semiconductor, el CdS y en años posteriores, ya entrada la década de 1980, a las de otro, el CuInGaSe2. Hoy en día, esos materiales son el núcleo de un tipo de célula solar que ha alcanzado un notable éxito comercial, lo cual ni en el mejor de mis sueños podía imaginar que llegaría a suceder. Así que, sin colocarme más medallas de las imprescindibles, puedo decir con cierto orgullo y bastante nostalgia que soy un pionero del estudio de estos materiales en España.

Dada mi trayectoria, mi interés por la ciencia y la tecnología han discurrido desde el principio de la mano de los semiconductores, unos materiales fascinantes que nunca dejan de sorprenderme. Por cierto, esta sorpresa personal trato de trasladársela a mis estudiantes un curso tras otro, pues tengo la enorme suerte y el no menor enorme privilegio de explicar la física de estos materiales y la de los dispositivos que se fabrican con ellos a las nuevas generaciones de físicos e ingenieros electrónicos.

AT: Actualmente se habla mucho de lo verde que es la energía nuclear, pero se olvidan de los peligros que conlleva. ¿Qué opina? ¿Qué le diría a los defensores de esta energía?

I.M.: Como soy asiduo de Twitter y leo los delirios que se vuelcan allí por pare de ciertos personajes que se consideran poseedores de la verdad, pero que no tienen el menor conocimiento científico sobre esa tecnología ni sobre sus implicaciones medioambientales o económicas, no me meteré en una argumentación que no lleva a ninguna parte, pue se de antemano que no es posible convencer a creyentes. Me limitaré a sugerirles que miren los plazos de ejecución de una central nuclear, desde que se estudia el proyecto hasta que genera el primer kWh. Con suerte, es un camino de una duración no inferior a una década, si todo sale bien y no surgen contratiempos (que siempre aparecen). No tenemos tanto tiempo.

AT: ¿Qué le diría a los que argumentan en contra de la energía solar?

I.M.: La cantidad de mantras que hay en contra de esta fuente energética es asombrosa. Sugiero que vean un vídeo que grabé hace un par de años desmontando los bulos en contra de esta fuente energética. Vean, vean:

AT: No sé si está al tanto, pero ha habido varias denuncias en diferentes puntos de España sobre parque solares que quieren poner en tierras fértiles de cultivo. Sin ir más lejos, un caso me tocae de cerca. Se les pide que usen tierras colindantes no productivas, pero parecen tener fijación por las de cultivo. De hecho, ya hay teorías de la conspiración al respecto, de ciertos intereses que podría haber tras esto. ¿Está usted al tanto de esto?

I.M.: Efectivamente, estoy al tanto, pero desconozco el detalle fino de la controversia que generan algunos de esos proyectos. En todo caso, diría a todos los que se oponen a las fuentes renovables que me digan que alternativa energética proponen, que no pase por el decrecimiento, o sea por dejar de consumir (eso es un sueño propio de un cuento de hadas, que nadie se cree, ni siquiera los que lo pregonan) o por la energía nuclear, por las razones que ya he indicado antes. La alternativa es seguir quemando gas y carbón y emitiendo más CO2 a la atmósfera. No nos lo podemos permitir.

AT: España podría ser una potencia solar. ¿Por qué no se hace? Ya hemos visto lo que ocurrió con Abengoa, entre otros…

I.M.: España fue líder mundial de fabricación de paneles fotovoltaicos no hace tanto tiempo. A principios de este siglo una fábrica española, Isofotón, era una de las 10 grandes del mercado mundial (fabricaba el 5% de la potencia fotovoltaica que se instalaba en el planeta, nada menos):

diagrama

Decisiones poco afortunadas por parte de sus gestores, junto con una competencia en precios por parte de los fabricantes chinos imposible de igualar, hicieron inviable la idea de fabricar paneles fotovoltaicos en los siguientes años, no solo en España, sino en toda Europa. A ello hay que añadir que la anterior administración tomó una serie de decisiones políticas que no han ayudado en absoluto al crecimiento de esta y otras fuentes renovables (el célebre “impuesto al Sol”, entre otras).

Hoy en día, hay proyectos en marcha para reinstalar en nuestro país una planta de producción de paneles fotovoltaicos al amparo de los Fondos Europeos de recuperación. Ojalá fructifique. En todo caso, la energía solar fotovoltaica no es solo paneles, también necesita otros componentes: inversores, seguidores, etc. En España tenemos excelentes fabricantes de esos componentes. El 60% de la cadena de valor de la fotovoltaica tiene empresas en España de patentes y tecnología española. También somos líderes mundiales en otra tecnología solar: la termoeléctrica. En fin, espero que sepamos aprovechar uno de nuestros recursos naturales más abundantes: el Sol.

AT: ¿Conoces el proyecto Agua+S de la UMA? ¿Qué le parece?

I.M.: No lo conozco con el suficiente detalle. En todo caso, la idea de desalar agua empleando energía renovable me parece que va a ser algo que formará parte de nuestras vidas en los próximos años. La combinación de calor y sequía puede tener aquí su lado positivo.

AT: ¿Se avecinan nuevas tecnologías o materiales que revolucionarán el sector de la energía solar? ¿Cuáles?

I.M.: Efectivamente, tenemos en el horizonte una tecnología llamada a cambiar el paradigma fotovoltaico: las células solares basadas en una clase de materiales denominados perovskitas. No hay en el momento presente ninguna tecnología que genere en el sector las expectativas que están creando estos dispositivos. Salieron a la luz hace nada, en 2009, con una eficiencia ridícula: 3.9%. En los años inmediatamente posteriores, se empezaron a conseguir mejoras una seguida de otra y hoy en día hay dispositivos basados en estos materiales que tienen una eficiencia comparable a las mejores células de silicio: 25.6%. No ha habido una sucesión de récords de eficiencia obtenidos en un espacio de tiempo tan corto (poco más de diez años) con ninguna otra tecnología fotovoltaica.

Además, estas células se pueden combinar con las comerciales de silicio en estructuras tándem, que son unos dispositivos en los que cada una de las células individuales se apilan una encima de otra, denominados genéricamente tándem, en donde cada célula integrante absorbe regiones distintas del espectro solar. Esta estrategia tecnológica permite elevar la eficiencia de conversión a valores claramente superiores a los que se obtienen con cada célula trabajando de manera individual. La figura muestra en esquema esta idea:

célula solar

Estos dispositivos, aún en período de evolución, permiten obtener ya eficiencias de conversión superiores a las de las mejores células de unión única basadas en silicio. Este potencial ha sido reconocido no solo por varias universidades e institutos de investigación de todo el mundo, sino también por varias empresas de reciente creación, que explotaran comercialmente estos dispositivos en un futuro inmediato, como es el caso de Oxford PV, Swift Solar y Tandem PV.

El campo de las células solares tándem de silicio y perovskita es el más activo en estos momentos a la búsqueda de mayores eficiencias. El valor de eficiencia del 30% ya es una realidad en laboratorio y los primeros módulos basados en esta tecnología están a punto de llegar al mercado. Si la evolución sigue al ritmo actual, es posible que veamos un mercado fotovoltaico en el que en los próximos años, esta tecnología tenga una cuota muy significativa.

AT: ¿Cuáles son las principales limitaciones de los paneles solares?

I.M.: Los de cualquier tecnología renovable: intermitencia, impredecibilidad, baja densidad energética. Pero dicho esto, también sucede que las tecnologías renovables se complementan muy bien entre ellas: en general, cuando hay sol, sopla poco el viento y llueve poco, mientras que en los meses de invierno, con escaso sol, sopla mucho el viento y llueve. Contempladas como un todo, las fuentes renovables superan y contrarrestan las limitaciones de cada tecnología por separado.

AT: Policristal vs monocristal: ¿ventajas y desventajas?

I.M.: De forma muy sintética, las células policristalinas son más baratas de producir que las monocristalinas, pero pagan el precio de ser menos eficientes y sufren procesos de degradación más rápidos. Las mono cristalinas son algo más costosas, pero tienen la gran ventaja de que su proceso de degradación es muy lento, lo que hace que hoy en día sean la elección mayoritaria en casi todo el mundo. Si en 2015 representaban poco más del 25% del mercado fotovoltaico, el año pasado supusieron más del 80% del mismo.

AT: Pasamos ahora al sector de los semiconductores. ¿Qué alternativas al Si ve con mejor proyección? Se habla mucho de ciertos elementos como el grafeno, pero lo cierto es que la tecnología del silicio no parece tener un fin a la vista. Todo esto me recuerda un poco a las reservas de petróleo, que cuando estudiaba solo quedaba para 50 años y ahora resulta que hay petróleo para enterrarnos a todos…

I.M.: Al silicio llevan enterrándolo desde hace más de 30 años. Recuerdo de mi época de estudiante de doctorado, a principios de 1980, cuando asistí a una conferencia en la que intervenía uno de los “popes” de los semiconductores en la Europa de aquellos años. Dio una charla sobre las propiedades del GaAs, al que presentó como el semiconductor del futuro. 40 años después, sigue siendo el semiconductor del futuro. Bromas aparte, hay otros semiconductores que tienen sus nichos de mercado (por ejemplo, pensando en la movilidad eléctrica, ahí están en GaN o el SiC, el GaAs es el material de referencia en aplicaciones tales como el radar o las comunicaciones por fibra óptica, etc.), pero ninguno ha sido capaz de desbancar al silicio en sus campos de aplicación: proceso de datos, almacenamiento, etc. Hoy por hoy, no hay ningún material en el horizonte que reúna las capacidades del silicio: abundancia, coste, intercara Si/SiO2 óptima, madurez tecnológica. El grafeno apareció como una especie de santo grial que iba a sustituir a todo y a todos. Lo cierto es que más de una década después de recibir el Premio Nobel de física en 2010, el grafeno no deja de ser una curiosidad científica con aplicaciones industriales interesantes, pero marginales.

AT: MOSFET, FinFET, GAA,… ¿y después qué?

I.M.: Efectivamente, esa es la secuencia de la arquitectura de los transistores que se integran en cantidades asombrosas (miles de millones) en los circuitos integrados actuales. Lo último que he leído tiene que ver con transistores verticales. Los “padres de la criatura” (IBM y Samsung) indican que esa estructura ayudará a aumentar todavía más el número de transistores en los chips del futuro, la Ley de Moore no parece tener fin.

En todo caso, todavía es pronto para saber si esta será la estrategia que seguirán los grandes fabricantes, hay que tener en cuenta que los GAAFET todavía no han llegado al mercado. De lo que no cabe ninguna duda es que la industria microelectrónica sabrá encontrar las respuestas adecuadas para seguir avanzando en la era que ya se vislumbra: telefonía 5G, Internet de las Cosas, Inteligencia Artificial. Esta industria tiene demasiados desafíos (y estímulos) por delante como para no sacarse nuevos conejos de la chistera y seguirnos asombrando.

AT: Y, por último, ¿Cómo ve el panorama de la computación cuántica?

I.M.: Aún a riesgo de que sus adalides me condenen al fuego eterno, diré que no lo veo. Por lo poco que conozco este asunto, creo que se están generando unas expectativas que no sé si se corresponden con la realidad. Probablemente en algunos años veamos máquinas funcionando de acuerdo con estos principios, pero de ahí a que vayamos a disponer de esta clase de dispositivos en nuestros hogares o centros de trabajo, repito que no lo veo, ni en el corto ni en el medio plazo.

AT: Muchas gracias!

Isaac

Apasionado de la computación y la tecnología en general. Siempre intentando desaprender para apreHender.

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