El ingenioso sistema que copia al corazón humano para lograr electricidad de las olas del mar

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Los continuos avances en las energías renovables están permitiendo imaginar un futuro en el que los combustibles fósiles sean cosa del pasado, con unas condiciones meteorológicas óptimas. Sin embargo, las nuevas tecnologías aplicadas a la fotovoltaica y la eólica no parecen suficientes para frenar el cambio climático a tiempo y se necesitan centrales eléctricas de olas de mar: el ser humano tiene que aprovechar los 1.386 millones de kilómetros cúbicos de agua que cubren la Tierra, lo que equivale al 70% de su superficie.

Mientras la eólica flotante se abre paso con proyectos como el del aerogenerador español que produce el doble potencia a menor costo y la fotovoltaica también recurre a las plantas solares en pantanos y embalses, la gran esperanza es la energía undimotriz. Las olas pueden ser la solución definitiva a la generación de electricidad limpia y barata, ya que proporcionan un flujo de energía muy constante, y varias iniciativas así lo atestiguan, desde una ingeniosa espiral flotante hasta un pequeño proyecto en el puerto de Valencia con las olas de mar.

Es el mismo objetivo de CorPower Ocean, una empresa sueca que lleva más de una década trabajando en C4, un generador de energía undimotriz de alta eficiencia con forma de boya que es capaz de sobrevivir a las tormentas más duras y suministrar al mismo tiempo una gran cantidad de electricidad en comparación con su tamaño, peso y costo, los grandes hándicaps de este tipo de equipos. ¿La clave? El diseño del convertidor de energía está basado en el funcionamiento del corazón humano con las olas de mar.

Cómo funciona

A la hora de diseñar estas enormes boyas capaces de generar 5 veces más electricidad por tonelada de equipo comparado con otros modelos de generadores undimotrices, los ingenieros de CorPower decidieron apostar por el biomimetismo. Es decir, que basaron su diseño innovador en la adaptación de ciertos comportamientos o soluciones ya presentes en la naturaleza, en este caso la hidrodinámica del corazón. No en vano, el asesor técnico superior y responsable del desarrollo inicial del C4 es el reputado cardiólogo Stig Lundbäck.

Y es que el órgano encargado de bombear sangre a todo nuestro cuerpo utiliza la presión hidráulica almacenada para proporcionar fuerza a la carrera de retorno. De esta manera, uno de sus principales requisitos es que los músculos del corazón bombeen en una única dirección.

A su imagen y semejanza, los convertidores de energía de CorPower utilizan un sistema de pretensión para tirar de la boya hacia abajo, ya que esta se conecta al fondo marino mediante un amarre tensado. Mientras el oleaje empuja la boya hacia arriba, la presión almacenada proporciona fuerza de retorno para impulsar la boya hacia abajo.

Dicho de otra manera: la energía de las olas se convierte en electricidad mediante el movimiento tanto de subida y bajada como de vaivén. La boya, al interactuar con este movimiento, acciona una toma de fuerza dentro de ella que se encarga de convertir la energía mecánica en electricidad.

El casco de la boya, con un diámetro de 9 metros y una altura de 18 metros, es una estructura esférica de materiales compuestos, ‘tejidos’ por un robot diseñado por los ingenieros de CorPower. El equipo se ancla a profundidades de más de 40 metros con los anclajes UMACK, que superan a otro tipo de soluciones como los monopilotes convencionales en cuanto a capacidad de sujeción y coste. Cada unidad C4 puede producir entre 10 y 20 MW, lo que abre el camino a lo que la empresa denomina CorPack, o grandes parques undimotrices.

Otra de las grandes innovaciones de estas boyas es la tecnología de control de fase, que permite alterar la respuesta del equipo a las condiciones meteorológicas en tiempo real gracias a algoritmos basados en modelos de última generación.

En caso de que haya una tormenta, la boya se ‘desintoniza’ automáticamente para ofrecer la mínima resistencia a las olas entrantes. Es un recurso similar a la función de supervivencia de los aerogeneradores, que inclinan sus palas para protegerse si hay riesgo de sobrecarga.

En cambio, si el mar está en condiciones normales, la boya se sincroniza con las olas para amplificar su movimiento y capturar más energía. Así, una ola de un metro puede amplificarse hasta un movimiento de boya de 3 metros, lo que dispara la eficacia de este sistema a la hora de generar energía.

Proyectos en marcha

Con sede en Suecia y oficinas en Portugal, Noruega y Escocia, CorPower Ocean lleva años trabajando en la puesta en marcha de los primeros prototipos y planificando los primeros parques de energía undimotriz basados en sus soluciones. Estos utilizarán muchas unidades relativamente pequeñas, llamadas CorPark, desplegadas en grupos para generar grandes cantidades de energía, de cientos de megavatios a gigavatios.

A principios de marzo de este año, su proyecto HiWave-5 ha vivido un momento clave: tras las pruebas en seco en Estocolmo se ha producido el despliegue de la primera boya C4, trasladada desde la plataforma del puerto de Viana do Castelo (al norte de Portugal) hasta su emplazamiento definitivo en Aguçadoura, 30 kilómetros mar adentro en el océano Atlántico.

En el siguiente paso, según anuncia la compañía, se desplegarán otros tres sistemas WEC (Wave Energy Converter), para convertirse en una de las primeras “granjas de olas” que generan energía para la red. El objetivo de este proyecto es suministrar al mercado productos certificados y garantizados para 2024, para “impulsar la energía de las olas como tecnología financiable en el futuro mix energético verde”.

El otro proyecto pionero en el que está involucrado CorPower Ocean se llama Saoirse y se desplegará frente a las costas del condado de Clare, al oeste de Irlanda. El objetivo es combinar la fuera de las olas con la energía eólica marina flotante prevista en esa zona. Y es que ambas tecnologías no son incompatibles, sino complementarias: “esto permite construir parques híbridos de energía eólica y undimotriz que suministran una potencia más constante mediante una conexión eléctrica compartida con la costa”, señala Patrik Möller, CEO de CorPower Ocean.

El parque de Saoirse se llevará a cabo en dos fases. Si no hay retrasos ni imprevistos, primero se desplegará un conjunto de 5 MW, que entrará en servicio en 2026. Una segunda fase alcanzará previsiblemente una capacidad total de 30 MW en 2028. El conjunto interconectado de dispositivos se situará a 4 kilómetros de la costa y devolverá la electricidad a tierra a través de un cable de exportación.

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