La competencia desafía a los inventores a utilizar la energía de las olas para desalinizar el agua de mar
La lucha por construir lo que podría ser el próximo gran avance en energía renovable comenzó en un garaje en Colorado. Los diseñadores recolectaron alrededor de $100 en caucho, tuberías y válvulas para usar en experimentos de energía de las olas.
Usaron los materiales para crear una pequeña bomba de aire en 2017. Luego lo ataron al fondo de un cuerpo de agua poco profundo para que se balanceara debajo de la superficie. La presión creada por las olas que se mueven por encima empuja momentáneamente contra el diafragma flexible de la bomba.
El aire comprimido dentro de la bomba empuja el agua hacia el interior del tubo. A medida que el diafragma elástico vuelve a su forma original, listo para la próxima ola, un sistema de válvula unidireccional mantiene el flujo de agua en el tubo.
«He estado jugando», explica Dale Jenne, ingeniero mecánico del Laboratorio Nacional de Energía Renovable. Cuando era adolescente, comenzó a trabajar con materiales livianos y flexibles al restaurar la carrocería de fibra de vidrio de uno de los primeros Chevrolet Corvette.
Unos años más tarde, cuando se le pidió a Jenne que ayudara a otros investigadores del NREL con nuevas versiones de viejas ideas, me vino a la mente su trabajo sobre autos deportivos. Jenny explicó en una entrevista que estaban tratando de convertir la gran cantidad de energía en las ondas «en alguna forma o trabajo significativo».
Muchas empresas lo han intentado, pero sus proyectos para extraer energía de las olas, algunos de los cuales cuestan millones de dólares, en su mayoría han fracasado. En 2015, aprovechar la energía solar y eólica era un gran negocio, pero aprovechar la energía de las olas seguía siendo un sueño.
La mayoría de los primeros equipos estaban hechos de acero. A menudo son como carros, diseñados para soportar el impacto y la corrosión de las olas. Entonces, la idea de que se puede extraer energía de las olas de materiales livianos y económicos es radical.
Como resultado, Jenne y su otro investigador del NREL, Yi-Hsiang Yu, decidieron construir la primera versión con su propio dinero en el garaje de Jenne.
«No era solo una idea completamente loca. Queríamos saber el camino correcto», explica Jenne.
La bomba está funcionando. La idea de recolectar energía a partir de dispositivos ligeros de energía undimotriz se ha convertido en una de las principales competencias del Departamento de Energía.
Se llama «Waves to Water» y su objetivo es aprovechar suficiente energía de las olas para desalinizar el agua de mar.
Lanzada en 2023, la competencia de $ 3.3 millones requiere una competencia de cinco etapas para desarrollar el mejor equipo de energía de las olas. Las reglas requieren que los ganadores entreguen máquinas que puedan «sobrevivir a las duras condiciones del oleaje», caber en contenedores de envío estándar y desplegarse dentro de las 48 horas posteriores a un desastre costero, como un huracán que apaga los sistemas de energía.
¿Es esta una idea loca?
Es posible que las víctimas de los cortes de energía masivos de Nueva Orleans y la consiguiente escasez de agua potable después del huracán Ida no lo crean. 65 equipos de empresas y universidades de todo el mundo tampoco participaron en la competencia NREL. Estos incluyen algunos inventores que han estado trabajando en dispositivos alimentados por ondas pequeñas desde 2012.
Hasta ahora, han competido en cuatro etapas: proponer un sistema impulsado por olas, desarrollar un plan y modelo detallado, desarrollar un método de prueba y luego probar su funcionalidad. Pronto, NREL seleccionará de cuatro a seis de estos finalistas de etapa temprana para construir su sistema y competir.Utilizará Jennette’s Pier, un muelle de pesca que se extiende 1,000 pies hacia el Océano Atlántico en Nags Head, Carolina del Norte.
La etapa final se llama «beber». Los jueces medirán cuánta agua se ha transportado y cuánta sal se ha eliminado del agua a través de la energía de las olas. Según Jenne, el ganador general recibirá un premio en efectivo de al menos $500,000 y también puede ser elegible para ganar otros premios.
concursantes
Durante las primeras etapas de la competencia, los concursantes estudiaron los sistemas de sus competidores. Algunos equipos incluso se fusionan para producir ganadores.
Centrarse en sistemas de energía de olas más pequeños «tiene el potencial de proporcionar una vía más rápida para la innovación antes de pasar a sistemas más grandes», explicó Jenne. Él espera que esto demuestre que la energía de las olas está finalmente en un «punto de inflexión» y lista para usos más ambiciosos.
Los finalistas de «Drink» aún no se han anunciado, pero Jenne dice que tienen un enfoque diferente. Algunas personas usan la energía de las olas para desalinizar el agua. Otros pasaron directamente de la energía mecánica impulsada por las olas a la ósmosis inversa, un proceso que utiliza una bomba para forzar el agua de mar a través de una membrana semipermeable. Esto elimina al menos el 95% de las sales disueltas.
Uno de los ganadores anteriores fue una empresa canadiense llamada Oneka Technologies Inc., que pasó seis años diseñando boyas modulares de diferentes tamaños para la desalinización. Ha recibido financiación de inversores de Canadá, así como de Estados Unidos y Europa. Tiene proyectos comerciales en Florida y Chile.
Otro de los primeros ganadores, CalWave Power Technologies Inc., una empresa de California, desarrolló lo que llama «HydroNode». Es una boya hinchable ligera que se puede desplegar desde una pequeña embarcación. Cuando las olas sacuden el dispositivo, el movimiento genera energía que alimenta un sistema de ósmosis inversa terrestre.
Está el «Team Canvasback», que se formó mediante la fusión de la empresa irlandesa Wave Venture y Jack’s Plastic Welding, con sede en Nuevo México. Parte de su diseño proviene de una balsa salvavidas inflable que Jack diseñó para que los astronautas estadounidenses aterrizaran en el espacio. Oceano.
Otro participante irlandés, Sea Power Ltd., utiliza el movimiento entre dos pontones impulsados por olas para generar electricidad para la desalinización. Según Sea Power, el proceso ha sido probado desde 2012 y sobrevivió a olas de más de 10 pies.
El socio de NREL en el manejo de la próxima prueba será el Programa de Energía Oceánica Renovable de Carolina del Norte, dirigido por el excomandante de la Guardia Costera de EE. UU. e ingeniero civil George Bonner.
«Estamos entusiasmados con la etapa de ‘bebidas'», explicó Bonner, quien liderará un equipo para ayudar a los concursantes a desplegar su equipo de manera segura desde el muelle.
Los Outer Banks de Carolina del Norte ya están familiarizados con la ósmosis inversa. La creciente intrusión de agua de mar en el agua de pozo de la región ha llevado a la construcción de cuatro plantas desaladoras alimentadas por la red.
Jennette’s Pier, el sitio de la prueba final, normalmente atrae a 250.000 visitantes al año, principalmente para pescar, pero Bonner señala que ya hay tres turbinas eólicas en funcionamiento.
Él cree que la adición del último número de Waves to Water «lo convertirá en una gran plataforma para educar a las personas sobre las energías renovables».
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