El «motor» invisible de Japón: cómo el oleaje se ha convertido en la mayor esperanza contra el cambio climático y la crisis del crudo
Si echamos un vistazo al peso de las energías renovables en la generación energética (por ejemplo, en Europa), vamos a encontrarnos que algunas como la eólica y la solar son las que llevan la voz cantante mientras que otras tienen una aportación testimonial: es el caso de la undimotriz, más conocida como energía de las olas. Sí, el recurso está ahí para aprovecharlo (y en algunos sitios como en la cornisa cantábrica para dar y regalar), pero una cosa es surfear y otra muy diferente obtener energía.
Porque las olas que llegan a la boya esta mañana no tienen nada que ver con las que lo hacen a la tarde: otra altura, otro ritmo, otra dirección… forma parte del encanto de hacer surf pero también es una pesadilla para lograr conseguir electricidad. La undimotriz funciona, pero es imprevisible y nada constante, lo que desploma la eficiencia. Así que a Takahito Iida, un investigador del Departamento de Arquitectura Naval e Ingeniería Oceánica de la Universidad de Osaka se le ha ocurrido una solución a ese problema que ha publicado en el Journal of Fluid Mechanics: un volante giratorio.
El invento. El dispositivo se llama GWEC (Gyroscopic Wave Energy Converter, un convertidor giroscópico de energía undimotriz). La idea en esencia es un volante giratorio dentro de una boya flotante que le permite extraer el máximo de de energía de las olas independientemente de su frecuencia.
No sigue el movimiento de las olas, sino que lo convierte en un giro perpendicular que mueve un generador. El truco está en ajustar la velocidad de rotación del volante en tiempo real: así el sistema se adapta al mar en lugar de esperar que el mar se adapte a las condiciones ideales del dispositivo.
Por qué es importante. Porque la undimotriz sigue siendo la eterna promesa de las energéticas y los océanos cubren el 71% de la Tierra, acumulando una gran cantidad de energía. Todos los sistemas anteriores fallaban en algo: están optimizados para la frecuencia de resonancia, una sola y puntual. En ese momento alcanza su eficiencia máxima del 50%, lo máximo que permite la física. El GWEC de Iida es capaz de mantenerla en toda la banda de frecuencias.
Contexto. El momento para publicar el paper no puede ser mejor: el precio del petróleo supera los 100 dólares el barril y Japón importa el 95% del suyo de Oriente Medio, por lo que la búsqueda de alternativas es urgente.
La idea de base no es nueva, la novedad está en saber cómo controlarlo para que rinda al máximo esté como esté el mar. De hecho, el concepto fue patentado en 1981 por los ingenieros Laithwaite y Salter y desde entonces se han probado probado prototipos en Japón, España e Italia. Lo que nadie había hecho hasta ahora es un análisis teórico completo que explique como «sintonizar» el sistema en cualquier condición de oleaje.
Cómo lo hace. Iida desarrolla por vez primera las ecuaciones completas del sistema en su conjunto, lo que incluye las olas, la plataforma y el giroscopio y además identifica los parámetros de control óptimos (la rigidez del generador, su amortiguamiento y la velocidad del volante). Asimismo, demuestra que con el sistema bien ajustado, el sistema puede alcanzar el límite físico teórico de absorción de energía: exactamente la mitad de la energía que lleva cada ola.
¿Por qué la mitad? Una ola que llega a un cuerpo simétrico que llega a un cuerpo simétrico se divide en partes iguales entre componentes simétricas y asimétricas. Un dispositivo con un solo tipo de movimiento solo puede capturar la componente asimétrica. Ojo, no es que no se pueda absorber más, pero sería necesario contar con geometrías asimétricas (como el pato de Salter) o sistemas más complejos.
Sí, pero. Iida ha probado su dispositivo y ecuaciones a escala de laboratorio, donde la práctica se ha ajustado a la teoría, pero no deja de ser un dispositivo en condiciones controladas. El siguiente paso declarado son ensayos con modelo físico en el canal de olas de la Universidad de Osaka
Además, hay otras limitaciones como que solo funciona con olas pequeñas (si las olas crecen, la física ya no es lineal), lo que reduce su eficiencia. El autor es claro: el rango válido de la amplitud es demasiado pequeño para un uso real. Del mismo modo, aún no se han cuantificado las pérdidas mecánicas.
Portada | Jeremy Bishop y David Edelstein
Encuentre la nota en: https://www.xataka.com/energia/precio-petroleo-disparado-japon-ha-vuelto-a-vieja-idea-para-conseguir-energia-recurrir-a-olas-mar
