Así funciona la batería de arena más grande del mundo: 2.000 toneladas de piedra triturada para dar energía y calefacción

La arena es un material fascinante. La que se encuentra en desiertos y playas como las de España suele ser el resultado de millones de años de erosión de rocas y minerales, pero también procede de la erupción de volcanes y de organismos marinos como corales y conchas.

Sus aplicaciones prácticas van mucho más allá de su uso intensivo en el sector de la construcción: la arena de sílice pura es la que permite fabricar los microchips presentes en los dispositivos tecnológicos. Pero lo más sorprendente es su capacidad para almacenar calor, lo que han aprovechado en Finlandia para fabricar una gigantesca batería de arena capaz de cubrir las necesidades de calefacción de la ciudad de Pornainen.

La empresa Polar Night Energy acaba de anunciar que esta enorme batería de escala industrial, con unas dimensiones de 13 metros de alto y 15 de ancho, capacidad para 2.000 toneladas de arena y una potencia de salida de 1 MW y una capacidad de 100 MWh, ya está operativa.

De su efectividad depende que se puedan ahorrar, según los cálculos de la compañía, hasta 160 toneladas de emisiones de dióxido de carbono, un 70% menos de lo habitual. También se evitará el uso de gasoil y más de la mitad de la quema de astillas de madera, el método más habitual en esta región para ofrecer calefacción a los hogares.

"La combustión no es una opción sostenible para el clima ni para el medio ambiente", afirma Liisa Naskali, directora de operaciones de Polar Night Energy, en un comunicado de prensa. "Este proyecto es un claro ejemplo de que existen soluciones eficaces para mitigar el cambio climático".

Cómo funciona

En lugares como Finlandia, esta solución que aprovecha los aportes de las energías renovables para almacenarlos durante semanas es un recurso fundamental para enfrentar los gélidos inviernos árticos, pero también se puede aplicar en otros lugares. En este caso, una red de tuberías se encarga de transportar el calor almacenado en la batería en forma de agua caliente o vapor para calentar viviendas, edificios e incluso piscinas.

Estas baterías de arena consisten básicamente en un silo de acero de grandes dimensiones repleto de arena u otro material similar, calentado mediante un intercambiador de calor enterrado en el centro. Durante el proceso, se utilizan los excedentes de electricidad de la red, especialmente durante picos generados por la eólica y la fotovoltaica, cuando resulta económicamente más ventajoso.

Las propiedades de la arena, un material asequible y abundante, le permiten alcanzar temperaturas de hasta 1000 °C o incluso más. Gracias a un adecuado aislamiento entre el depósito y el entorno, la energía puede almacenarse durante meses con mínimas pérdidas antes de ser liberada como calor bajo demanda.

También podría convertirse nuevamente en electricidad, al menos teóricamente, pero los técnicos de Polar Night Energy sostienen que la modalidad más eficiente de su sistema es la utilización del calor.

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El tamaño de los depósitos puede variar y se pueden instalar tanto en superficie como bajo tierra. La primera batería de arena de Polar Night Energy, construida en 2022 en Kankaanpää, al oeste de Finlandia, medía 4 metros de ancho por 7 metros de altura, con 100 toneladas de arena, una potencia nominal de 100 kW y una capacidad total de 8 MWh.

Anteriormente, Polar Night Energy también construyó un prototipo de prueba de 3 MWh en Hiedanranta, cerca de Tampere, conectado a una red local de calefacción urbana. Esa instalación inicial le ha servido para probar, validar y optimizar esta ingeniosa solución de almacenamiento térmico, alimentada en su mayor parte por una granja fotovoltaica de unos 100 metros cuadrados.

El material clave

Una de las claves del proceso es el material utilizado: la esteatita, conocida en inglés como soapstone (piedra de jabón), una roca metamórfica compuesta principalmente por talco, lo que le da una textura muy suave y hace que sea uno de los minerales más blandos del mundo.

Para su uso en la batería térmica, Polar Night Energy aprovecha el subproducto de los procesos de fabricación de Tulikivi, empresa especializada en la producción de chimeneas térmicas, que primero la tritura hasta convertirla en arena.

El proceso de construcción de la batería de arena de Pornainen Polar Night Energy Omicrono

Este material, muy habitual en Finlandia y muy apropiado por sus propiedades de conducción y retención térmica, es un ejemplo de la versatilidad de estas baterías ya que, según los responsables de Polar Night Energy, también funcionan con cualquier elemento similar a la arena.

Lo único que debe cumplir para su uso son unos parámetros termodinámicos y tener la suficiente densidad como para almacenar el calor.

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Según la web de la compañía finesa, los dos productos que intentará comercializar a partir de ahora son sistemas "con una potencia térmica de 2 MW y una capacidad de 300 MWh, así como otro de 10 MW con una capacidad de 1.000 MWh".

Las aplicaciones de estas gigantescas baterías van más allá de proporcionar agua caliente para calefacción urbana. También puede suministrar aire o vapor caliente para el secado, calcinación y otros procesos industriales, pero su uso más prometedor es el que permitirá convertir la energía almacenada de nuevo en electricidad, algo que desde la compañía esperan tener listo para 2026.

Todas estas capacidades abren la puerta a un almacenamiento masivo de energías renovables en un futuro, aunque los sistemas de calefacción comunitarios, muy habituales en Finlandia, no son tan comunes en países como España.