domingo, 17 de abril de 2011

Una central eléctrica que funciona con agua dulce y salada

Por Rodrigo Herrera Vegas para lanacion.com
Ante todo, le agradezco al fiel lector de lanacion.com, Indio007, por mostrarme este fascinante descubrimiento. Desde hace décadas se han realizado diversas investigaciones y se han llevado a la práctica varios emprendimientos que aprovechan las diferencias químicas que hay entre el agua salada y el agua dulce. Esta diferencia puede ser utilizada para generar electricidad.

En los años 60, el ingeniero químico Sidney Loeb, desarrolló un sistema para hacer que el agua de mar fuese potable. Utilizaba alta presión y ósmosis inversa, la base de las plantas desalinizadoras actuales. Varios años después se valió del mismo proceso para obtener electricidad, utilizando membranas gigantes en el proceso. El proceso no es ni práctico ni económico.

Ciclo de generación de electricidad - Foto: Gentileza Yi Cui - Universidad de Stanford
Ahora, investigadores de la universidad de Stanford, Estados Unidos, han desarrollado una tecnología diferente a la de Loeb. Se trata esta vez de una batería, ya no una membrana, que puede generar electricidad valiéndose de las diferencias químicas entre el agua dulce y el agua salada.
Su funcionamiento es simple, consiste en dos electrodos, uno positivo y otro negativo, inmersos en un líquido que contiene partículas cargadas eléctricamente, lo que se conoce como iones. Un ión es un átomo que no tiene una cantidad igual de electrones y protones, lo que hace que tenga una carga eléctrica ya sea negativa o positiva. En el agua los iones son el sodio y el cloruro, que son los componentes del cloruro de sodio o la comúnmente llamada sal de mesa.

Inicialmente se llena la batería con agua dulce y se aplica una pequeña corriente eléctrica para cargarla. Luego el agua dulce es drenada y reemplazada con agua de mar. Como el agua de mar es salada, contiene de 60 a 100 veces más iones que el agua dulce, lo que hace que se incremente el potencial eléctrico, o voltaje, entre los dos electrodos. Así, con un simple intercambio de agua, se genera electricidad.

La cantidad de electricidad, o eficiencia de la batería, depende de las concentraciones de sodio y cloro. Si uno carga la batería con bajo voltaje en agua dulce, luego la descarga con alto voltaje en agua salada, resulta en una ganancia de energía, ya que durante la descarga se tendrá más electricidad de la que se utilizó para cargar la batería. Al utilizar la energía almacenada, una vez que se la ha descargado por completo la batería, el agua salada es drenada y reemplazada por agua dulce, para reiniciar el ciclo.

El ingeniero Yi Cui y su equipo utilizaron agua salada del Océano Pacífico y agua dulce del lago Donner, en California. En las pruebas de laboratorio lograron un 74 por ciento de eficiencia en convertir la energía potencial de la batería en corriente eléctrica, pero Cui cree que con simples modificaciones podrá lograr un 85 por ciento de eficiencia.

Si tenemos en cuenta que la energía solar apenas tiene una eficiencia que ronda el 24 por ciento y la eólica ronda el 40 por ciento, entonces estamos hablando de algo bastante eficiente. Pero cuando hablamos de agua de río, y más en la desembocadura en el mar, tenemos que pensar en el impacto medioambiental de poner una planta energética en ese mismo lugar, que suele ser muy rico en biodiversidad, y por lo tanto sensible a obras e intervenciones humanas.

Según sus desarrolladores, la batería no tendría impacto en el medioambiente, ya que no consiste en un aparato gigante en medio de un río, ni hace que se desvíe la corriente de un río para aprovecharla. Un detalle interesante, en este aspecto, es que los investigadores aclararon que se podrían utilizar las llamadas aguas grises, las aguas desechadas de la actividad típica del hogar como el lavado de ropa, cocina y ducha. Incluso también las aguas tratadas.
Una vista aérea del río Amazonas - Foto: AP

El invento de Cui y su equipo no necesita estar en un lugar crítico, sino que puede ubicarse a kilómetros, tan sólo se necesita desviar algo del agua del río hacia la planta. El agua luego es devuelta, pero no al río, sino directo al océano, ya que tendría una mezcla con agua salada. Este invento tiene un futuro práctico que podría llegar a ser enorme. Los investigadores extrapolaron su prueba de laboratorio para imaginar cómo podría funcionar si se la llevase a niveles macro. Así vieron que los ríos más interesantes donde instalar estas baterías son los de Sudamérica, haciendo hincapié en el río Amazonas, uno de los más largos del mundo, y el más caudaloso.

Según los cálculos de los investigadores, una planta de energía que utilice esta batería utilizando 50 metros cúbicos de agua dulce por segundo, podría generar hasta 100 MW de potencia, suficiente para el consumo de 100 mil hogares. Juntando la capacidad de todos los ríos de Sudamérica, se podrían llegar a producir en teoría más de 800 GW de potencia.

Desde nuestro punto de vista argentino tenemos frente a Buenos Aires al río más ancho del mundo, el Río de la Plata. Un río que no se vería muy afectado por un poco de agua desviada, dado que tiene un caudal anual de 22 mil metros cúbicos por segundo según Wolfram Alpha. Con ese caudal podría llegar a generar una potencia teórica de 44 GW, 18GW por encima de la capacidad instalada de la Argentina que era de 26GW en el 2008. Queda claro que se trata de un número teórico y no sería razonable ni siquiera desviar el 1% del Río de la Plata hacia una central de este tipo, pero no deja de ser una fuente limpia y renovable de energía que se podría aplicar inteligentemente en algunos casos específicos.

Rodrigo Herrera Vegas es co-fundador de sustentator.com
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