Japón explora una nueva forma de sacar electricidad del mar con giroscopios flotantes que captan hasta el 50 % de la energía de las olas. ¿Y si las olas que ves romper en la playa pudieran convertirse en una fuente estable de electricidad? El sistema, propuesto por un equipo de la Universidad de Osaka, promete aprovechar mejor una fuente renovable que está siempre en movimiento.
El dispositivo, descrito como un gyroscopic wave energy converter, se ha analizado en detalle en un estudio científico. Según el autor principalTakahito Iida, el diseño puede llegar al límite teórico máximo de absorción de energía de las olas si se ajusta con precisión.
Cómo funcionan los giroscopios flotantes
Cuando hablamos de energía undimotriz nos referimos a transformar el vaivén de las olas en electricidad. En este caso la clave no está en una turbina clásica sino en un giroscopio, un volante que gira muy rápido y que se resiste a cambiar de dirección. Es como aprovechar el balanceo de un barco, pero con un giro de ingeniería.
El convertidor japonés coloca ese volante en el interior de una estructura flotante que se mueve con el oleaje. Cada vez que la plataforma cabecea, el eje del giroscopio intenta mantener su orientación y genera un movimiento de torsión que se canaliza hacia un generador eléctrico. De esa forma el propio movimiento del mar se convierte en el empuje que alimenta el generador.
Iida recuerda que «los dispositivos de energía undimotriz suelen tener dificultades porque las condiciones del océano cambian constantemente». A eso añade que «un sistema giroscópico puede controlarse de manera que mantenga una alta absorción de energía incluso cuando varían las frecuencias de las olas». Eso encaja mejor con un océano real, que cambia de humor casi a cada hora.
Un diseño que roza el límite teórico de eficiencia
Para medir hasta dónde puede llegar el convertidor, el equipo aplicó teoría de ondas y modelos matemáticos que describen cómo interactúan el mar, la estructura flotante y el giroscopio interno. Con esa base identificaron combinaciones óptimas de velocidad de giro del volante y configuración del generador. En palabras sencillas buscaron la combinación de parámetros que hiciera que cada ola empujara al sistema en el momento justo.
Las simulaciones muestran que el sistema puede alcanzar una eficiencia del 50 % para cualquier frecuencia de ola siempre que esté correctamente sintonizado. Según Iida, «este límite de eficiencia es una restricción fundamental en la teoría de la energía undimotriz». El investigador apunta que «lo emocionante es que ahora sabemos que puede alcanzarse en un amplio espectro de frecuencias y no solo en una condición de resonancia concreta». Este detalle es clave para diseñar parques marinos que no dependan de una única condición perfecta que rara vez se da en la naturaleza.
El grupo también realizó simulaciones en el tiempo para seguir el movimiento del dispositivo ola a ola e incluyó comportamientos no lineales del giroscopio. Los resultados indican que el convertidor mantiene un rendimiento muy alto cerca de su frecuencia de resonancia natural, incluso cuando la respuesta real se desvía del comportamiento idealizado. Para un ingeniero esto significa que el dispositivo no solo funciona en gráficos ideales, sino también en escenarios más cercanos al mar real.
Qué supondría para la energía renovable del océano
Los océanos almacenan una cantidad inmensa de energía, pero las plantas undimotrices han tenido dificultades para ser competitivas porque el mar nunca se comporta igual. Un sistema capaz de adaptarse en gran medida a distintos estados de mar sin perder rendimiento podría cambiar ese panorama. Quien haya visto una tormenta en la costa sabe que ahí hay mucha fuerza desaprovechada.
En la práctica todavía hay retos obvios como construir prototipos a escala real, garantizar que los equipos resisten la corrosión y las tormentas y ajustar los controles en condiciones de mar abiertas. Aun así, esta investigación marca una hoja de ruta técnica para dispositivos marinos ajustables y más fáciles de integrar en redes eléctricas costeras. También habrá que estudiar cómo se conecta esa producción variable con la red sin generar sobresaltos en el suministro.
Si tecnologías de este tipo llegan a madurar, podrían ayudar a que islas, puertos y comunidades costeras reduzcan su dependencia del gas y del carbón. Al final del día, lo que se busca es que el movimiento constante del mar se convierta en una fuente de electricidad tan familiar como un parque eólico o una planta solar. No es ciencia ficción, pero todavía queda camino antes de que estos giroscopios compartan paisaje con los molinos del horizonte.
El estudio principal se ha publicado en Journal of Fluid Mechanics.
