Las tecnologías en torno a la energía solar y la eólica son las renovables más conocidas, pero no son las únicas que existen. Japón acaba de inaugurar su primera planta de energía osmótica, la segunda que existe en el mundo. Ambas funcionan gracias a una tecnología con un gran potencial para generar electricidad usando agua de mar.
La planta se encuentra en la ciudad suroccidental de Fukuoka y se espera que genere alrededor de 880.000 kilovatios por hora de electricidad al año. Esto sería suficiente para abastecer de energía a unos 220 hogares japoneses, según informa a The Guardian Ali Altaee, de la Universidad de Tecnología de Sydney (UTS), especialista en el desarrollo de fuentes alternativas de agua.
De momento, la potencia de esta instalación servirá para ayudar a alimentar una planta de desalinización que suministra agua potable a la ciudad y áreas vecinas. Una de las ventajas de este sistema es que, a diferencia de la energía fotovoltaica, se mantiene en funcionamiento de forma estable independientemente del clima, de día o de noche, y promete generar energía con un coste similar al que ofrecen otras renovables como la solar o la eólica.
Energía azul
La energía osmótica, también conocida como energía azul, aprovecha la energía liberada de forma natural cuando el agua dulce entra en contacto con el agua salada, un proceso que ocurre constantemente en las desembocaduras de los ríos de todo el mundo.
Su principio fundamental es la ósmosis, un fenómeno en el que las moléculas de agua de una solución menos concentrada, como el agua de un río, se mueven a través de una membrana semipermeable hacia una solución más concentrada, como el agua de mar, para igualar la concentración de sal a ambos lados de la membrana.
Esta membrana especial es el corazón de la tecnología, ya que permite el paso del agua pero bloquea las moléculas de sal, generando un flujo unidireccional y predecible. Este movimiento natural del agua dulce hacia el agua salada incrementa el volumen y la presión en el lado del agua de mar dentro de un sistema cerrado.
La tecnología más avanzada en ese sentido es la Ósmosis por Presión Retardada (PRO, sus siglas en inglés) donde el agua de mar se bombea a una cámara a alta presión. Al permitir que el agua dulce fluya a través de la membrana hacia esta cámara, la presión aumenta todavía más, creando una potente fuerza que puede ser aprovechada para generar energía.
Plata de energía osmótica en Dinamarca
La mezcla de agua dulce y salada altamente presurizada se canaliza y dirige hacia una turbina hidráulica, similar a las utilizadas en las centrales hidroeléctricas tradicionales. Es entonces cuando la fuerza del agua a alta presión impacta contra los álabes de la turbina, haciéndola girar a gran velocidad.
Este movimiento de rotación se transfiere a un generador eléctrico al que está acoplada, y es este el encargado de convertir la energía mecánica de la turbina en energía eléctrica lista para ser distribuida a la red, completando así un ciclo de generación de energía limpio, constante y sin emisiones de carbono.
En la planta de Fukuoka siguen este mismo procedimiento. Se coloca agua dulce (o aguas residuales tratadas) y agua de mar a ambos lados de una membrana. A medida que la presión del lado con agua de mar aumenta y la salinidad disminuye, parte del agua se canaliza a través de una turbina conectada a un generador.
Una tecnología con futuro
El primer prototipo de planta de energía osmótica fue creado hace dos décadas por la compañía noruega Stalkraft. No fue hasta 2023 cuando se construyó la primera planta funcional en las salinas de Nobians, en Dinamarca, aunque también se han estudiado prototipos en España, Catar o Corea del Sur.
En la planta danesa se utiliza la membrana de FO de la empresa Toyobo, la cual permite el paso de moléculas de agua, pero no de moléculas o iones de un tamaño determinado, como los del compuesto de cloruro de sodio (sal).
Este componente es semipermeable, y cuenta con un recipiente de presión cilíndrico densamente lleno de fibras huecas. Gracias a su singular estructura interna, que incluye un bobinado cruzado, tanto el agua salada de alta concentración como el agua dulce fluyen uniformemente dentro de la membrana de FO.
Esta tecnología tiene un gran potencial como sistema para generar energía, pero también un inconveniente. Al mismo tiempo que produce electricidad, requiere un consumo significativo de energía para bombear el agua y moverla a través de las membranas.
Proyecto de planta solar para la desaladora Las Palmas III
Recientemente se ha publicado un avance en esta materia, con la colaboración del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid, perteneciente al CSIC. Un equipo internacional ha desarrollado un sistema capaz de desalinizar el agua de mar con menos coste energético. Es un avance que abre la puerta a otras aplicaciones, como la detección de microplásticos.
La novedad de este trabajo radica en la capacidad de filtrar agua salada sin necesidad de usar bombas ni sistemas de alta presión. La tecnología Viro (ósmosis inversa inducida por voltaje) ofrece una solución sencilla y económica a través de una membrana con poros extremadamente pequeños, de millonésimas de milímetro.