Ingeniería Marítima y de Costas

Hydroceanica: Ingeniería a los extremos

Colombia le apuesta a ser potencia en generación de "energía azul"

La energía de gradiente salino se ha convertido en alternativa de gran proyección hacia el futuro.

“Siempre que en la naturaleza haya una diferencia de cualquier propiedad, física o química, hay una energía escondida de alguna forma”. Así explica Óscar Álvarez el principio científico de la conservación de la energía, en cuyo aprovechamiento existe la posibilidad de explotar la energía de gradiente salino, una alternativa renovable para la generación de electricidad sobre la que el mundo apenas está poniendo sus ojos, y con la que Colombia busca convertirse en pionera.

 

El trabajo de Álvarez consiste en encontrar esa esquiva fuente para generar la que popularmente se conoce con el digerible nombre de ‘energía azul’. “Las aguas que tienen distintas salinidades y se encuentran, se mezclan espontáneamente, pero eso que nosotros llamamos ‘espontáneo’ y que es tan difícil de ver a simple vista se debe a una diferencia de potencial químico. Cuando dos sustancias con diferentes potenciales químicos se mezclan, se libera una energía que los humanos podemos utilizar”, explica Álvarez, miembro del Grupo de Investigación en Geociencias (GEO4) de la Universidad del Norte, en Barranquilla.

En la actualidad, el desafío para los interesados en esta energía emergente está en crear la tecnología capaz de detectarla y extraerla. Según Álvarez, ingeniero civil y magíster en recursos hidráulicos de la Universidad Nacional con doctorado en ciencias del mar de la Universidad de Bremen (Alemania), existen dos métodos en desarrollo. 

De un lado, ósmosis retardada por presión, que emula el proceso de intercambio de fluidos a nivel celular. “Las células están rodeadas por electrolitos (agua salada) que son consumidos por estas para ejecutar sus funciones metabólicas. La diferencia de salinidad entre el interior y el exterior de la célula hace que el agua con más salinidad pase al interior de la célula por diferencia de potencial químico”, dice Álvarez. “La meta es simular este fenómeno a una escala industrial”.

Para lograrlo deben superar el primer reto, que es crear una membrana celular artificial de cientos de miles de metros cuadrados. Se utilizan dos recipientes contiguos cerrados; uno se llena con agua dulce y el otro, con agua salada; en la mitad se pone la membrana. Por ósmosis, la primera pasará hacia el espacio que ocupa la otra, generando un aumento de presión que se puede utilizar para proyectar el agua a través de una boquilla, hacia una turbina hidroeléctrica.

La otra opción funciona como una batería, pero de agua. En este caso, el agua dulce y la salada se separan, ya no en dos sino en varios compartimentos que se alternan. Dichos espacios están separados por unas membranas que, en lugar de dejar pasar el agua, permiten el intercambio de los iones de la sal (sodio y cloro) de un lado hacia el otro.

“Al hacer que fluyan iones de carga opuesta para lados contrarios se genera un campo eléctrico y luego se pone un cable que una los extremos de la batería para hacer que por él pase la corriente eléctrica. Si a este cable le ponemos un bombillo, lo prende”, indica Álvarez, y añade que, en ambos métodos, las plantas generadoras se encontrarían en tierra firme, a unos metros de las fuentes fluviales y marinas, por lo que el líquido debe ser llevado hasta ahí con motobombas.

Colombia como potencia

La labor de Álvarez y su grupo de investigación en Uninorte es indagar sobre los mejores lugares del mundo para poner en práctica las plantas generadoras de energía azul. Y en este escenario, Colombia juega un papel, gracias a que el país cuenta con una de las mejores ofertas de materia prima del mundo para su explotación: un mar con condiciones óptimas y desembocaduras de los ríos que llegan a él.

Porque en las desembocaduras de los ríos se pueden encontrar juntas, de manera natural, las mayores cantidades de agua salada y de agua dulce. Según Álvarez, es imprescindible que el mar cumpla con tres condiciones principales para poder generar mayores cantidades de energía azul: que sea lo más caliente y salado posible y que su marea sea también la menor. En el mundo hay tres zonas geográficas que cumplen con estas características: el Mediterráneo, el golfo de México y el mar Caribe.

Los anteriores ingredientes los cumplen todas las aguas del Caribe colombiano, y la receta la culmina el poder fluvial del país. “Los ríos Atrato, Sinú y Magdalena, y el canal del Dique, concentran el 95 por ciento del caudal de agua dulce del Caribe colombiano. De esta manera tenemos el coctel perfecto para hacer de Colombia una potencia en la producción de energía azul.

“Si la comparamos con otras energías renovables, como la solar y la eólica, la principal ventaja de la energía azul es su confiabilidad, que es de más del doble de estas –dice Álvarez–, porque las plantas de gradiente salino funcionarán siempre que los ríos fluyan hacia el mar”. El experto afirma que, en la teoría, la potencia de la energía de gradiente salino ronda el teravatio de capacidad instalada, que es el doble de toda la energía hidroeléctrica que se produce en todo el mundo. Esto también equivale de diez a veinte veces la suma de toda la energía eólica y solar que se produce.

Si la comparamos con otras energías renovables, como la solar y la eólica, la principal ventaja de la energía azul es su confiabilidadAunque las propuestas para generar la energía azul son relativamente recientes –los primeros artículos científicos que hablan de ella fueron publicados entre 1973 y 1979, coincidiendo con un aumento en los precios del petróleo–, las proyecciones indican que para el 2030 se encontrará en el mismo rango de productividad de sus competidoras. 


Pese a estas bondades, el investigador también reconoce que la energía azul, por más limpia, tiene un impacto sobre el ambiente: “La naturaleza es muy sabia y no tiene energía de sobra para llevar a cabo sus procesos naturales. Uno no puede sacarle un poco de energía y esperar que todo siga igual”.

Otro obstáculo por superar es el desbalance de fuerzas. En este caso, la mezcla de las aguas de mar y de río depende de un equilibrio entre ambas, el cual puede cambiar al extraerlas de su espacio natural. En el caso del mar, por su enorme cantidad de agua, esta modificación es prácticamente imperceptible; pero no pasa lo mismo en el río, que al extraerle agua se deja, por decirlo así, en una situación de desventaja en relación con el océano, generando que este se meta más en el río.

Esto puede tener graves consecuencias en ecosistemas que son muy sensibles a los cambios de salinidad si se hace una explotación irracional. En este sentido, Álvarez señala que el objetivo es aportar al desarrollo de formas más sostenibles de aprovechar los recursos a través de una opción que él describe como “muy democrática”.

“Se puede usar casi en cualquier desembocadura, lugares apetecidos por las grandes civilizaciones, desde El Cairo, pasando por Róterdam, hasta Nueva York y Barranquilla. Así, ya resolvimos la demanda de la energía azul, que también será útil para zonas no interconectadas y poblaciones pequeñas”, apunta.

 

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noticia tomada de: http://www.eltiempo.com