Investigación
Líneas de investigación
El campo de trabajo del grupo son los equipos, instalaciones y procesos térmicos y, en particular, el ahorro y la eficiencia energética en edificios. Las líneas activas hoy:
Simulación térmica de edificios
- Modelado energético de edificios y sistemas de climatización y ACS
- Confort térmico y calidad de ambiente interior
- Gemelos digitales y BIM
Rehabilitación y arquitectura pasiva
- Materiales de cambio de fase (PCM)
- Control solar, vidrios inteligentes (fotovoltaicos y electrocrómicos)
- Fachadas ventiladas autorreguladas
Energías renovables en edificios
- Vidrios y captadores fotovoltaicos híbridos
- Aerotermia y geotermia
- Frío solar y solar térmica de baja temperatura
Modelado y simulación CFD
- Equipos y procesos térmicos e industriales
- Difusión de aire, refrigeración de equipos eléctricos
- Técnicas naturales de refrigeración
Normativa y certificación energética
- Metodologías de evaluación (CTE DB-HE, calificación energética)
- Gran terciario: hospitales, hoteles, centros comerciales
- Software de evaluación y certificación
Eficiencia energética en la industria
- Refrigeración industrial y refrigerantes naturales
- Hidrógeno verde y bombas de calor
- Estrés térmico, calderas, hornos y calorifugado
Proyectos de investigación
Proyectos recientes
- 2026Nuevos equipos de criogenia capaces de emplear refrigerantes naturales. Contrato de I+D con empresa.
- 2025Smart VF-PV-PCM. Fachada termorregulada fotovoltaica de transmisividad solar adaptativa. Responsable: F. J. González Gallero. Junta de Andalucía (FEDER).
- 2025SOLFA. Soluciones de fachada aplicables a la rehabilitación de edificios de viviendas para el ahorro energético.
- 2025HIPATIA 2. Herramienta integrada para la simulación de patios y su influencia en la calificación energética.
- 2025IntraLab Teams. Diputación Provincial de Cádiz.
- 2024GREENVOCNET. Hidrógeno verde y bombas de calor. Participación en el EAB y tareas relativas a PEDAL y AHK.
- 2023H2-PVT. Estudio de viabilidad técnico-económica de una planta híbrida de energía térmica, eléctrica e hidrógeno verde mediante energía solar. Responsable: F. J. González Gallero. Cátedra Fundación Cepsa-UCA.
- 2022SMART-PVT. Integración de vidrios fotovoltaicos y electrocrómicos en dispositivos de generación de energía solar termo-eléctrica con materiales de cambio de fase para edificios. Responsable: I. Rodríguez Maestre. Plan Estatal de Generación de Conocimiento, Ministerio de Ciencia e Innovación.
- 2026Nuevos equipos de criogenia capaces de emplear refrigerantes naturales. Contrato de I+D con empresa.
- 2025Smart VF-PV-PCM. Fachada termorregulada fotovoltaica de transmisividad solar adaptativa. Responsable: F. J. González Gallero. Junta de Andalucía (FEDER).
- 2025SOLFA. Soluciones de fachada aplicables a la rehabilitación de edificios de viviendas para el ahorro energético.
- 2025HIPATIA 2. Herramienta integrada para la simulación de patios y su influencia en la calificación energética.
- 2025IntraLab Teams. Diputación Provincial de Cádiz.
- 2024GREENVOCNET. Hidrógeno verde y bombas de calor. Participación en el EAB y tareas relativas a PEDAL y AHK.
- 2023H2-PVT. Estudio de viabilidad técnico-económica de una planta híbrida de energía térmica, eléctrica e hidrógeno verde mediante energía solar. Responsable: F. J. González Gallero. Cátedra Fundación Cepsa-UCA.
- 2022SMART-PVT. Integración de vidrios fotovoltaicos y electrocrómicos en dispositivos de generación de energía solar termo-eléctrica con materiales de cambio de fase para edificios. Responsable: I. Rodríguez Maestre. Plan Estatal de Generación de Conocimiento, Ministerio de Ciencia e Innovación.
- 2019Smart Cities Lab (EQC2019-006399-P). Adquisición de la doble cámara climática. Plan Estatal de Infraestructuras y Equipamiento Científico-Técnico.
- 2018RECO2ST. Residential retrofit assessment platform and demonstrations for near zero energy and CO2 emissions. Unión Europea, H2020-EEB (2018-2020), con Aalborg University, Brunel University London y Acciona.
- 2018Smart Energy Laboratory for Energy Management in the Industry 4.0 (EQC2018-004520-P). Instalación hidrónica experimental. Plan Estatal I+D+i.
- 2015THESEUS. Sistemas fotovoltaicos de baja concentración con células de alta eficiencia y seguimiento a un eje. Retos-Colaboración 2014, con Abengoa Solar y Ghenova (2015-2016).
- 2013ADVANCED. Desarrollo avanzado de sistemas CPV de alto valor añadido. FEDER-Innterconecta, con Abengoa Solar, Ghenova y Universidad de Sevilla (2013-2014).
- 2013Detección de contaminantes mediante fibra óptica en superficie marina. Programa CDTI, con CEPSA, MAGTEL y Universidad Complutense (2013-2015).
- 2009Modelado CFD de elementos de difusión de aire y modelado de sistemas Airzone en CALENER-GT. Corporación Tecnológica de Andalucía y Altra Corporación (2009-2011).
- 2008Bomba de calor reversible agua-aire-agua para producción simultánea de agua caliente y fría. Programa Nacional de Desarrollo Experimental, CTA y CIATESA (2008-2009).
- 2006Demanda energética de los edificios al norte de Marruecos (partes I y II). Agencia Española de Cooperación Internacional (2006-2008).
- 2001WINDAT. Windows as renewable energy sources for Europe: window energy data network. Unión Europea, V Programa Marco (2001-2004).
Participación y liderazgo en proyectos de investigación competitiva para el desarrollo de nuevas soluciones en eficiencia energética, energías renovables y climatización, desde el V Programa Marco europeo hasta el Plan Estatal actual. El portal de producción científica de la UCA recoge 174 financiaciones desde 1992, por valor de 4,5 millones de euros.
Publicaciones científicas
Publicaciones recientes
- 2026Autoclaved aerated concrete as a key factor in energy consumption: an experimental study in Spain. Journal of Building Engineering, 129.
- 2026Regenerative design for heat-resilient cities: nature-based microclimatic strategies in a Mediterranean context. Applied Sciences, 16(10).
- 2025Development, implementation and experimental validation of a novel thermal–optical–electrical model for photovoltaic glazing. Applied Sciences, 15(22).
- 2025Experimental validation of a simplified CFD model for a PCM-water finned heat exchanger. International Journal of Low-Carbon Technologies, 20, 234-248.
- 2025Prediction and detection of localised corrosion attack of stainless steel in biogas production: a machine learning classification approach. Materials, 18(5).
- 2025Computationally enhanced paper-like problem solving: pSolver as a digital notebook for engineering education. Computer Applications in Engineering Education, 33(6).
- 2025Experimental and numerical evaluation of optical-thermal performance in semi-transparent photovoltaic glass. 14th National and 5th International Conference in Engineering Thermodynamics.
- 2025Fachada termorregulada fotovoltaica de transmisividad solar adaptativa (Smart VF-PV-PCM). I Congreso RH2Enovables para la Desfosilización Industrial.
- 2024A narrative review to credible computational fluid dynamics models of naturally ventilated built environments. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 198.
- 2024Performance analysis of a novel façade-based building integrated photovoltaic-thermal system with phase change material for domestic hot water. Applied Thermal Engineering, 240.
- 2024Multi-objective optimisation of oil demisters geometry for ultra-low charge ammonia chillers. Applied Thermal Engineering, 251.
- 2024Performance of a simplified CFD model for a phase change material-water finned heat exchanger under different orientations. Energy Storage, 6(5).
- 2024Reducing the cooling energy demand by optimizing the airflow distribution in a ventilated roof: numerical study for an existing residential building and applicability map. Applied Sciences, 14(15).
- 2023A new practical approach to design a phase change material-water longitudinally finned tube heat exchanger. Applied Thermal Engineering, 221.
- 2023Air-cooled condensers optimization for novel ultra-low charge ammonia chillers to achieve competitive packaged units. Applied Thermal Engineering, 219.
- 2023Experimental adjustment of the turbulent Schmidt number to model the evaporation rate of swimming pools in CFD programmes. Case Studies in Thermal Engineering, 41.
Más de doscientas publicaciones en revistas indexadas y congresos nacionales e internacionales de ingeniería térmica, con 113 artículos en revistas de alto índice de impacto. La relación completa, con acceso a cada documento, está en el portal de producción científica de la Universidad de Cádiz.
Tesis doctorales
Tesis dirigidas
- 2025Desarrollo de un nuevo captador solar térmico-fotovoltaico con material de cambio de fase. González Siles, Gabriel. Dir.: I. Rodríguez Maestre y F. J. González Gallero.
- 2023Desarrollo de un modelo de intercambiador-acumulador de energía térmica con materiales de cambio de fase. Iglesias Bahía, Óscar. Dir.: I. Rodríguez Maestre y J. L. Foncubierta Blázquez.
- 2022Desarrollo y validación de un modelo predictivo del comportamiento térmico de un tanque esférico de almacenamiento de propileno. Gómez Sánchez, Juan José. Dir.: I. Rodríguez Maestre.
- 2019Análisis y optimización de un sistema de refrigeración mediante compresión por eyector. Expósito Carrillo, José Antonio. Dir.: F. J. Sánchez de la Flor.
- 2017Caracterización de los mecanismos de transferencia de calor y masa en espacios abiertos para la evaluación del confort térmico y de la influencia en el comportamiento térmico del edificio. Rodríguez Jara, Enrique Ángel. Dir.: F. J. Sánchez de la Flor.
- 2025Desarrollo de un nuevo captador solar térmico-fotovoltaico con material de cambio de fase. González Siles, Gabriel. Dir.: I. Rodríguez Maestre y F. J. González Gallero.
- 2023Desarrollo de un modelo de intercambiador-acumulador de energía térmica con materiales de cambio de fase. Iglesias Bahía, Óscar. Dir.: I. Rodríguez Maestre y J. L. Foncubierta Blázquez.
- 2022Desarrollo y validación de un modelo predictivo del comportamiento térmico de un tanque esférico de almacenamiento de propileno. Gómez Sánchez, Juan José. Dir.: I. Rodríguez Maestre.
- 2019Análisis y optimización de un sistema de refrigeración mediante compresión por eyector. Expósito Carrillo, José Antonio. Dir.: F. J. Sánchez de la Flor.
- 2017Caracterización de los mecanismos de transferencia de calor y masa en espacios abiertos para la evaluación del confort térmico y de la influencia en el comportamiento térmico del edificio. Rodríguez Jara, Enrique Ángel. Dir.: F. J. Sánchez de la Flor.
- 2015Metodología aplicada de caracterización térmica inversa para edificios. Sánchez Ramos, José. Dir.: F. J. Sánchez de la Flor.
- 2014Desarrollo e implementación de un modelo de simulación de instalaciones térmicas en la edificación. Foncubierta Blázquez, Juan Luis. Dir.: I. Rodríguez Maestre.
- 2014Estudio comparativo de la eficiencia energética en sistemas de climatización en edificios de oficinas de Colombia. Tovar Ospino, Iván Rafael. Dir.: I. Rodríguez Maestre.
- 2014Modelo de simulación de intercambiador de calor enterrado vertical para bombas de calor geotérmicas. Álvarez Gómez, Pascual. Dir.: I. Rodríguez Maestre y F. J. González Gallero.
- 2014Modelado del comportamiento energético de elementos constructivos de edificios en contacto con el terreno. Mena Baladés, Jesús Daniel. Dir.: I. Rodríguez Maestre.
- 2014Modelización CFD para el cálculo de los coeficientes de película convectivos en el interior de espacios, orientada a la integración en programas de simulación térmica de edificios. Rincón Casado, Alejandro. Dir.: F. J. Sánchez de la Flor.
- 2008Modelo de simulación térmica de edificios orientado al acoplamiento con sistemas de climatización. Cubillas Fernández, Paloma Rocío. Dir.: I. Rodríguez Maestre.
Dirección de tesis doctorales en ingeniería térmica y de fluidos, desde el planteamiento del problema de investigación hasta la defensa pública, dentro de los programas de doctorado de la Universidad de Cádiz. Doce tesis defendidas bajo la dirección de miembros del grupo.
Patentes y software registrado
Patentes
- 2023Dispositivo modular de aislamiento térmico exterior integrable en la envolvente opaca de los edificios con control solar inteligente y producción de energía solar fotovoltaica. Patente prioritaria P202330230, en trámite.
- 2021Dispositivo captador solar híbrido termo-eléctrico modular e integrable en la envolvente de edificios. Patente ES2784465 (P201900044), concedida el 18/06/2021, con extensión internacional PCT/ES2020/000025. Primer Premio Cátedra Fundación Cepsa 2020 a la innovación.
- 2019Equipo portátil de medición de transmitancia térmica mediante radiación infrarroja y procedimiento de uso. Modelo de utilidad ES1225534 (U201800644), concedido el 10/05/2019.
Protección y transferencia al sector productivo de los desarrollos tecnológicos del grupo mediante patentes de invención, modelos de utilidad y registro de programas de ordenador.
Software registrado
- 2019AIRZONESIM. Programa de simulación de sistemas de climatización por zonas. Asiento registral 04/2017/1908.
- 2019GEC 1.0. Programa de ordenador con transmisión de derechos a CIATESA. Asiento registral 04/2014/14358.
- 2008CALENER-BD. Base de datos de equipos para las herramientas oficiales de certificación energética CALENER-VYP y CALENER-GT, utilizada por Mitsubishi Electric, Hitachi, Samsung, LG, Panasonic, Toshiba, Daikin, Airzone, CIAT y McQuay. Asiento registral 04/2009/80.
Ensayos
Ensayos en campo y en laboratorio
- Termografía infrarroja (UNE-EN 16714-1) de envolventes, instalaciones y calorifugados.
- Infiltraciones de aire mediante ensayo blower door.
- Transmitancia térmica in situ de cerramientos (U-value) con equipo portátil propio.
- Confort térmico y estrés térmico (UNE-EN ISO 7730 y 7243).
- Distribución de aire en conductos y caudales de agua por ultrasonidos.
- Rendimiento de calderas y hornos y análisis de gases de combustión.
- Prototipos industriales y equipos térmicos en la cámara climática y la instalación hidrónica.
Laboratorio de Ingeniería Térmica
El laboratorio: equipos e infraestructuras
El laboratorio del grupo, en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Algeciras, se ha equipado con dos ayudas del Plan Estatal de Infraestructuras y Equipamiento Científico-Técnico: Smart Energy Laboratory for Energy Management in the Industry 4.0 (EQC2018-004520-P) y Smart Cities Lab (EQC2019-006399-P).
Permite ensayar elementos constructivos, equipos térmicos y prototipos industriales en condiciones controladas de temperatura, humedad y presión, y contrastar los modelos de simulación con medidas reales.
Equipamiento
Con qué contamos
Doble cámara climática
Dos salas para reproducir condiciones ambientales de temperatura seca, humedad relativa y presión estática del aire. Ensayo de cerramientos, ventanas y equipos autónomos de frío y calor (aire-aire, aire-agua, agua-aire y agua-agua).
Instalación hidrónica experimental
Planta enfriadora aire-agua de 20 kW, calentador instantáneo de 18 kW, interacumuladores, sondas de temperatura de superficie e inmersión, caudalímetros y sistema de adquisición de datos. Hasta 25 kW de frío o calor.
Estación de condiciones ambientales
Estación meteorológica para la medida de temperatura, humedad relativa, velocidad de viento y radiación solar global horizontal.
Clúster de cálculo
Servidor HPC de cuatro nodos con dos procesadores Xeon en paralelo por nodo: 48 núcleos de computación y 256 GB de memoria RAM para simulación CFD y térmica.
Software de simulación
Licencia de investigación de ANSYS-CFX y FreeFEM para modelado térmico y fluidodinámico; EnergyPlus, eQuest, EES y TRNSYS para simulación energética de edificios y sistemas.
Instrumentación de campo
Analizadores de gases de combustión, blower door para infiltraciones, cámaras termográficas, sensores de temperatura superficial, medida de condiciones de aire, medidores de flujo por conducción y estaciones ambientales portátiles.