Los ingenieros se fijan en las corrientes fluviales y oceánicas para obtener energía limpia

CLIMATEWIRE | La próxima frontera de la energía renovable puede encontrarse en las corrientes submarinas.

El Departamento de Energía quiere aprovechar ese recurso mediante la financiación de 11 proyectos destinados a aprovechar la fuerza del agua en movimiento de los ríos y las corrientes marinas del océano.

El objetivo a largo plazo es contar con fuentes de energía renovable que puedan funcionar las 24 horas del día, los siete días de la semana, dijo Mario García-Sanz, director del programa.

«Eso sitúa a esta tecnología en muy buena posición frente a otras renovables», dijo en una entrevista.

Una de las razones, explicó, son las limitaciones de otras formas de energía limpia. La indisponibilidad de la energía solar es nocturna. La energía eólica es irregular y puede ser destructiva en las tormentas. Pero el movimiento de las corrientes submarinas es relativamente constante, fiable y predecible.

Utilizar el agua corriente para obtener energía no es un concepto nuevo. Pero las presas hidroeléctricas tienen un coste y un impacto medioambiental enormes. Por eso, la última generación de científicos e ingenieros está tratando de avanzar en el concepto sin tantos inconvenientes.

Aun así, el diseño y el control de las turbinas submarinas necesarias para convertir la energía en electricidad están en fase experimental. El coste, por ejemplo, es un factor: sigue siendo demasiado caro para su uso comercial. Esto lo convierte en un candidato ideal para la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada-Energía (ARPA-E) del DOE, cuya misión es «cambiar lo que es posible» asumiendo riesgos.

En este caso se trata de un paquete de subvenciones de 38 millones de dólares concedidas por ARPA-E en noviembre de 2020 a 11 proyectos reunidos por un grupo de empresas, universidades y organizaciones sin ánimo de lucro. Los proyectos se conocen colectivamente con el acrónimo SHARKS, que significa Sistemas Hidrocinéticos Submarinos y Fluviales de Kilo-Megavatios.

SHARKS está ayudando a poner en el agua máquinas con nombres como «Manta» y el «Tidal Power Tug».

Tal y como está diseñado, el Tidal Power Tug parte de una máquina coronada por una boya tubular blanca que sobresale del agua. Está amarrada al fondo del mar, pero un pilón que cuelga debajo sostiene una turbina accionada por lo que parece una gran hélice de avión. La corriente la hace girar y el giro acciona un generador. La electricidad que produce se envía a una red eléctrica en tierra.

Uno de los objetivos del remolcador de energía mareomotriz es capturar la energía de la corriente del Golfo cuando fluye a lo largo de la costa este de Estados Unidos, desde Florida hasta Carolina del Norte. Esta corriente crea numerosas corrientes circulares denominadas giros. Este método ofrece a Estados Unidos «un vasto recurso estratégico de energía renovable muy cerca de los grandes centros de población», según una declaración de Aquantis, el inventor del Tidal Power Tug.

Hay otras turbinas experimentales que funcionan como cometas. Una de ellas se llama Manta, inspirada en la forma de nadar de las mantarrayas. Fue desarrollada por SRI International, un instituto de investigación científica sin ánimo de lucro de Menlo Park (California), con ayuda de la Universidad de California en Berkeley.

Dispone de un pequeño generador, amarrado al fondo del mar, que tiene un carrete de cuerda unido a un objeto inflado, similar a una cometa y recubierto de espuma, que hace girar el carrete cuando la marea lo arrastra. El giro de un generador adjunto produce electricidad, y puede alimentar una conexión con una red local. También hace funcionar un pequeño motor que puede redirigir la Manta, volverla a meter dentro o desinflarla en caso de que se encuentre con una tormenta o un gran barco.

La Manta está diseñada para abastecer de energía a pequeñas comunidades aisladas cerca de ríos o calas de marea. «Hay teravatios (1 billón de vatios) de energía sin explotar en los océanos, ríos y estuarios del mundo que esperan ser convertidos en energía limpia y renovable», dijo el principal ingeniero de investigación de SRI, Roy Kornbluh, en un comunicado.

Michael Lawson, director del grupo de investigación y desarrollo de energía hidráulica del Laboratorio Nacional de Energías Renovables, dijo que está trabajando con cuatro proyectos SHARK utilizando un modelo informático que puede ayudar a predecir el rendimiento de las turbinas submarinas basándose en datos obtenidos previamente de las turbinas eólicas.

Según el NREL, hay suficiente energía potencial para producir 94 teravatios-hora de energía al año. Eso es suficiente electricidad para alimentar unos 9 millones de hogares. Las entradas de marea producirán una buena parte de eso. Pueden ser canales entre la costa y las islas de barrera, o divisiones en el litoral lo suficientemente grandes como para que las fuerzas de las mareas actúen en ellas. Entre ellas se encuentran Cook Inlet, cerca de Anchorage (Alaska); Puget Sound, cerca de Seattle; y ensenadas similares en el norte de Maine.

Explicó que las turbinas múltiples tienen el potencial de ofrecer «recursos a escala de servicios públicos» para alimentar a grandes comunidades. Por otra parte, dijo, las turbinas individuales o pequeños grupos de ellas podrían suministrar energía a comunidades más pequeñas o aisladas.

Las comunidades pequeñas, señaló Lawson, suelen depender de generadores diésel, que a menudo son caros y están subvencionados por el gobierno estatal o federal. Sus partidarios afirman que las turbinas subacuáticas podrían ser más limpias y baratas.

Hasta ahora, Europa ha liderado el desarrollo de las turbinas subacuáticas, pero China y otros países asiáticos también están empezando a desarrollarlas, dijo Lawson.

El mayor reto de las turbinas submarinas, según García-Sanz, de ARPA-E, será el mismo que afrontaron las turbinas eólicas en los años 90: el coste.

Las turbinas subacuáticas que se están probando ahora pueden producir electricidad por unos 25 céntimos de euro por kilovatio-hora en zonas de mareas. Para ser competitivos, los proyectos deben reducir ese precio a unos 4 céntimos.

«Es difícil saber en este momento quién va a tener más éxito. Acabamos de empezar esto hace un año», dijo. «Todos parecen prometedores».

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