Investigadores de la UNLP y el CONICET buscan mejorar la eficiencia de dispositivos para el aprovechamiento de la energía undimotriz, que se obtiene de las olas del mar. Forman parte de la Red de Energías Marinas Argentinas, de reciente creación, en la que se agrupan esfuerzos de todo el país para avanzar en el desarrollo de un proyecto común.
Uno de los principales desafíos que atraviesa el mundo es cómo reducir las emisiones de dióxido de carbono para mitigar el avance del calentamiento global y actuar sobre el cambio climático. Una estrategia para caminar hacia ese horizonte es encarar una transición energética, es decir, reemplazar fuentes contaminantes, como los combustibles fósiles, por otras renovables y “limpias”. Algunas de las más conocidas son la energía solar y la eólica, pero también hay otras en desarrollo que buscan consolidarse como una opción más a la hora de diversificar la matriz energética.
Es el caso de la energía undimotriz, una fuente renovable y no contaminante que aprovecha el movimiento de las olas del mar para producir energía. A nivel mundial, si bien está en una fase avanzada de desarrollo, todavía se está definiendo cuál es el dispositivo más eficiente para capturar la energía del mar. En este marco, ingenieros del Instituto de Investigaciones en Electrónica, Control y Procesamiento de Señales (LEICI), perteneciente a la Universidad Nacional de La Plata (UNLP) y el CONICET, estudian formas de mejorar el rendimiento energético de dichos equipos.
“Nuestro aporte es investigar los dispositivos que aprovechan la energía undimotriz, estudiar su funcionamiento y proponer mejoras desde el punto de vista del control automático para que se pueda obtener la mayor cantidad de energía posible”, cuenta el ingeniero electrónico Facundo Mosquera, que trabaja en la iniciativa junto a los investigadores Paul Puleston y Carolina Evangelista, director y codirectora del proyecto.
Mosquera explica que las olas son ondas generadas cuando el viento sopla sobre la superficie del agua. Este choque va construyendo la ola e incluso una vez que esa ola sale del foco de generación, es decir, de donde está soplando el viento, puede viajar kilómetros sin perder energía. El mejor lugar para aprovechar esta fuente de energía es offshore, es decir, lejos de la costa, en sectores de mayor profundidad. Sin embargo, también pueden colocarse dispositivos en la costa, ya que si bien es menos eficiente, resulta más fácil para investigar y operar.
“Una ventaja que tiene el aprovechamiento de las olas es que, además de ser una fuente de energía renovable que permite diversificar la matriz energética, a diferencia de la eólica, no necesita que haya viento en ese lugar para que haya olas. Y, a diferencia de la solar, tampoco precisa que haya sol. Por otro lado, la costa argentina es larguísima, hay mucho recurso para aprovechar. Y hay que pensar que, en las grandes ciudades, muchas de las cuales están cerca de los puertos, no se pueden instalar grandes extensiones de paneles solares o de molinos porque ocupan mucho espacio terrestre. Es por eso que se pensó en ir al mar”, señala Mosquera.
Hay otra fuente de energía vinculada con el mar que suele ser más conocida que la undimotriz: la energía mareomotriz. En este caso, el aprovechamiento se da a partir de la diferencia entre las alturas de las mareas. “Normalmente, se cierra un sector del mar, se hace como un dique y durante las horas en que sube la marea, las compuertas están cerradas. Recién en el punto más alto de diferencia se abren y se aprovecha la energía. La gran desventaja es que modifica demasiado el ecosistema, por eso se está repensando ese tipo de sistemas”, cuenta el ingeniero.
La undimotriz, en cambio, tiene un desarrollo un poco más reciente. Mientras que otras fuentes tienen sistemas consolidados para aprovechamiento de la energía (por ejemplo, la solar fotovoltaica tiene los paneles y la eólica, los molinos), la undimotriz está en la etapa de definir el diseño de un dispositivo que permita capturar la energía de forma eficiente y que sea comercialmente competitivo. En este sentido, si bien hay varias alternativas en estudio, funcionan con un mismo objetivo: transformar el movimiento de subida y bajada de las olas en un movimiento de rotación que se utilizará para mover un generador eléctrico. Hay dos equipos que pican en punta.
Uno de ellos se denomina columna de agua oscilante y es el que estudia actualmente Mosquera. “Es una cámara hueca que tiene un orificio por debajo del nivel de agua y otro por encima. En el orificio superior, se coloca una turbina de aire. Cuando la ola ingresa a la cámara y hace subir el nivel del agua, el aire tiende a salir de la cámara y hace mover la turbina. Luego, cuando la ola se va, el aire entra nuevamente a la cámara y vuelve a mover la turbina, que está conectada a un generador eléctrico. O sea que lo que sucede es que la turbina siempre va a estar en movimiento”, explica el investigador.
El otro diseño que se está explorando bastante en distintas partes del mundo consiste en un equipo que tiene un cuerpo principal del que salen uno o dos brazos tipo palanca con una boya adosada en su extremo. El movimiento de las olas hace que los brazos suban y bajen, haciendo girar la turbina que está en el interior del cuerpo. Un ejemplo de este tipo de dispositivo es el que están desarrollando investigadores de la Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional Buenos Aires.
El objetivo del equipo de la UNLP no es fabricar un equipo desde cero, sino que se dedica a evaluar dispositivos que están en construcción para ver cómo pueden maximizar el aprovechamiento de energía. Lo hacen a través de simulaciones y modelados matemáticos. Actualmente, están trabajando junto con investigadores de la Universidad de Maynooth, Irlanda, y con el Politécnico de Torino, Italia. “Según nos comentan los colegas, la Unión Europea está muy interesada en definir los dos tipos de equipos que sean más competitivos para concentrar todo el financiamiento en desarrollar esos dos”, indica Mosquera.
En la Argentina, hay diversos grupos de investigación que vienen trabajando en la temática desde hace años. Por eso, con la idea de aunar esfuerzos, este año se creó la Red de Energías Marinas Argentinas (REMA). La iniciativa fue impulsada por Demián García Violini, investigador de la Universidad Nacional de Quilmes (UNQ), y Daniel Carrica, de la Universidad Nacional de Mar del Plata (UNMdP). En esta ciudad costera, el 22 de abril se realizó el primer encuentro de la red.
“El objetivo es reunir esfuerzos y que cada uno aporte desde lo que mejor sabe hacer, ya sea el diseño de un equipo, el mejoramiento, o el estudio de las olas. La idea es que en el próximo encuentro podamos definir algún proyecto en común y trabajemos en función de eso”, adelanta Mosquera.
El ingeniero cuenta que una de las principales limitaciones que tienen hoy estos dispositivos es el escalado. En la ciudad de Motriku, País Vasco (España), hay un equipo instalado desde 2011 que produce unos 300 megavatios anuales y provee de energía eléctrica a 100 familias. Pero todavía no se logró hacer un equipo más grande que sea eficiente y competitivo.
Actualmente, el equipo de la UNLP está trabajando en finalizar las simulaciones realizadas para el dispositivo de columna de agua oscilante. “Ya hemos hecho algunas propuestas para maximizar el aprovechamiento de la energía. El paso siguiente para nosotros es probar estos resultados en un prototipo que simule la parte del mar y de ahí seguir escalando”, finalizó Mosquera.