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Si el término «energía renovable» le trae a la mente un mar de paneles solares o imponentes turbinas eólicas, no está solo. Cada vez es más habitual captar la energía del sol y del viento. Esto se debe a que estas fuentes de energía «limpias» generan electricidad sin contaminar nuestro aire. Igual de importante es que no liberan dióxido de carbono a la atmósfera. Este gas de efecto invernadero atrapa el calor del sol y contribuye al cambio climático.

Pero la energía solar y eólica tienen un gran inconveniente: No siempre están disponibles. El sol sólo brilla durante el día. El viento va y viene. Hay muy pocos lugares donde el viento es lo suficientemente constante como para generar electricidad todo el tiempo. Y por muy fácil que parezca, el almacenamiento de energía para su uso posterior ha demostrado ser un gran desafío.

¿Pero las olas del mar? Como puede decir cualquiera que haya estado cerca de una playa, las olas chocan contra la orilla mañana, tarde y noche. Y eso las hace ideales para generar energía las 24 horas del día. Ahora los científicos están averiguando cuánta energía podrían ofrecer las olas.

Cuando el viento sopla sobre la superficie del agua, crea olas. Si alguna vez has visto las capas blancas en un océano o en algún lago en un día de viento, habrás visto esto en acción. El viento hace que el agua en la superficie se balancee hacia arriba y hacia abajo. Aunque parezca que el agua va de un sitio a otro, en realidad no va muy lejos. Más bien, se mueve en círculos: sube, sube, sube hasta la cima de la ola, y luego baja, baja, baja por el otro lado.

Eso es cierto, al menos, cuando el agua es muy profunda, como en el océano. Esas olas que se mueven suavemente se llaman «oleaje». Pero las olas cambian cuando se acercan a la orilla.

Cuando el agua es menos profunda, ya no puede viajar en círculos. El suelo se interpone. El agua choca contra el fondo del océano, aplastando el círculo en un óvalo. Al igual que una persona que tropieza con algo, el agua «tropieza» con el suelo. La parte superior pasa por encima del fondo. La ola «rompe» y se acerca a la playa.

Los sistemas de energía de las olas utilizan el movimiento del agua para producir electricidad. Algunos tipos de estos dispositivos aprovechan la fuerza de las olas que rompen. Otros aprovechan el oleaje. Otros utilizan la presión de las olas cerca del fondo del océano. Pero todos tienen el mismo objetivo: convertir la energía de las olas en energía eléctrica. Esa electricidad puede utilizarse para alimentar la red eléctrica. Esa es la red de cables que transmite la electricidad a los hogares y edificios para que podamos utilizarla.

La energía de las olas está restringida a las zonas cercanas al océano. Después de todo, los cables que transportan la electricidad sólo pueden tener una longitud determinada. Pero el 40% de la población mundial vive a menos de 100 kilómetros del océano. Eso significa que un montón de luces, televisores y tabletas podrían ser alimentados por las olas.

Con toda esta promesa para la energía de las olas, los investigadores están probando lo bien que los diferentes tipos de generadores convierten la energía del océano en electricidad. Además, intentan asegurarse de que la vida marina no resulte dañada en el proceso.

Poder donde se necesita

¿El primer paso para crear energía de las olas? Averiguar cuál es el mejor lugar para colocar esos convertidores de energía.

No todas las zonas costeras sirven para generar energía de las olas. La forma de la tierra bajo el mar cambia el tamaño y la forma de las olas. Los convertidores de energía de las olas también son costosos. Los mejores lugares deben tener mucha acción de las olas, pero no tanta como para que los convertidores se dañen en una tormenta.

Para determinar los mejores lugares, los científicos recurren a modelos informáticos. Joao Morim Nascimento y Nick Cartwright son ingenieros medioambientales en Australia. Ambos trabajan en la Universidad Griffith de Southport, en Queensland. Un ingeniero medioambiental trabaja para reducir la contaminación y los residuos. La pareja quería encontrar buenos lugares para instalar convertidores de energía de las olas en la costa sureste de su país. En ella se encuentran varias grandes ciudades australianas. Como mucha gente vive cerca de la costa, esta zona podría ser ideal para la energía de las olas.

Los investigadores empezaron con un modelo informático existente llamado SWAN. SWAN fue desarrollado por investigadores de la Universidad de Delft (Países Bajos). Predice la fuerza y la ubicación de la energía de las olas oceánicas. Para ello, tiene en cuenta aspectos como el viento, las características del fondo oceánico y las interacciones entre múltiples olas.

Morim Nascimento y Cartwright adaptaron SWAN para aplicarlo al sureste de Australia. Añadieron detalles sobre la profundidad del agua hasta 50 kilómetros (31 millas) de la costa. También introdujeron datos sobre los vientos y las olas de la región. A continuación, probaron el modelo con datos de boyas en el océano. Los ingenieros ajustaron el modelo hasta que predijo con exactitud la cantidad de energía de las olas registrada por las boyas.

El modelo ayudó al equipo a encontrar «puntos calientes», lugares con lo que Cartwright describe como «abundancia de energía de las olas». Cada lugar está a menos de 5 kilómetros (3 millas) de la costa en aguas de no más de 22 metros (72 pies) de profundidad. Son ideales, explica, porque es más fácil y barato llevar la energía a la costa desde estos lugares que desde más lejos.

«Hay energía natural más que suficiente en el océano», dice. «El reto es aprovechar y convertir una cantidad suficiente de energía» que la gente pueda utilizar. Parte de ese reto es el propio océano. Las olas golpean constantemente los equipos. Además, el equipo puede sufrir condiciones meteorológicas extremas. Las grandes olas de las tormentas pueden dañar los convertidores, dice Cartwright. Y añade que el agua salada del mar corroe, o rompe, cualquier pieza metálica.

Alfombra marina

Los científicos e ingenieros están probando muchas formas diferentes de superar estos retos. Sus ideas han dado lugar a muchos tipos de diseños. Algunos convertidores flotan en la superficie, atados a generadores de olas en el fondo del océano. Otros tienen un extremo anclado en el fondo del mar y el otro puede girar de un lado a otro cuando las olas lo bañan. Otros utilizan la presión del aire o del agua para generar electricidad.

Uno de los sistemas más recientes se parece un poco a una alfombra plana. Mohammad-Reza Alam y su equipo de la Universidad de California, Berkeley, diseñaron el convertidor para imitar un fondo marino fangoso. Los lugares con mucho barro son buenos para absorber las olas que llegan, explica Alam. Los pescadores que faenan en mares poco profundos suelen dirigirse a zonas fangosas cuando hay mal tiempo. Si el barro es capaz de absorber tanta energía, Alam piensa que un convertidor de energía que actúe como el barro debería hacer lo mismo. Eso lo haría extremadamente eficiente a la hora de recoger la energía de las olas.

La parte de la «alfombra» de su convertidor está hecha de una hoja lisa de caucho. Se apoya en el fondo del mar, donde puede doblarse y flexionarse junto con las olas. A medida que se mueve hacia arriba y hacia abajo, empuja puestos dentro y fuera de una bomba de pistón. La bomba convierte el movimiento del pistón en electricidad, que luego viaja por un cable hasta la red eléctrica.

La alfombra es capaz de extraer casi toda la energía de las olas, dice Alam. Y sería capaz de suministrar energía a muchos hogares. Cada hora, dice, «cada metro cuadrado de la alfombra puede sacar unos 2,5 kilovatios del agua cerca de la costa de California». Eso es el doble de la cantidad de electricidad que utiliza cada hora un hogar estadounidense típico

«Si queremos obtener la misma energía de la energía solar», dice Alam, «necesitamos 14 metros cuadrados de paneles solares.» ¡Es decir, 14 veces más! Dice que una alfombra de olas de tamaño completo probablemente tendría unos 10 metros de ancho por 20 metros de largo. Así que debería ser capaz de generar 500 kilovatios de electricidad por hora – lo suficiente para alimentar más de 400 hogares – durante todo el día.

Otros lugares, como el norte de Europa, tienen olas más energéticas. Así que una alfombra de olas allí podría generar más electricidad, señala Alam. Por otro lado, las olas más débiles de lugares como el Golfo de México no podrían bombear tanta electricidad a la red eléctrica.

Anclada al fondo del mar, toda la estructura se encuentra justo por encima del lecho marino. Así que está completamente fuera de la vista. Eso es importante para muchas personas que pasan tiempo en la playa. No les gusta ver grandes estructuras generadoras de energía (como los aerogeneradores) cuando salen a nadar o a navegar. De hecho, muchos parques eólicos están situados lejos de la orilla, para que la gente que disfruta de la playa no los vea. Sin embargo, la alfombra de olas puede estar cerca de la orilla. Eso significa que los cables que llevan la electricidad a la red pueden ser mucho más cortos. Y la electricidad generada por la alfombra debería, por tanto, costar menos.

¿Es bueno para el medio ambiente?

No hay duda de que encontrar nuevas fuentes de energía renovable es bueno para el medio ambiente. Menos contaminación y menos gases de efecto invernadero son buenos para las personas, las plantas y los animales. Pero las fuentes de energía limpias pueden causar problemas.

Los aerogeneradores pueden interponerse en el camino de las aves y los murciélagos migratorios, por ejemplo. (Algunas estimaciones dicen que cientos de miles de estos animales pueden morir cada año por colisiones con las enormes aspas giratorias). La menor altura de los convertidores de energía de las olas significa que probablemente no interferirían con los animales migratorios. Pero «hay que tener muy en cuenta su interacción con el medio marino», dice Deborah Greaves. Es ingeniera oceánica de la Universidad de Plymouth (Inglaterra).

Una de las preocupaciones es el impacto ecológico de absorber toda la energía de las olas. (Después de todo, así es como se genera la electricidad: convirtiendo la energía de las olas en energía eléctrica). La energía extraída de las olas reducirá la cantidad de energía que quedará cuando las olas continúen hacia la costa. Serán más pequeñas, al menos durante cierta distancia. Unas olas más pequeñas podrían provocar una menor mezcla de nutrientes dentro de la columna de agua (es decir, el agua que se encuentra entre un trozo concreto del fondo del océano y la superficie por encima de él). Y eso podría repercutir en las especies que viven allí, dice Greaves. «Pero también puede ser un beneficio», añade. Después de todo, «los convertidores de energía de las olas pueden ayudar a proporcionar cierta protección costera» al reducir la erosión.

Los generadores eléctricos también podrían afectar a la forma en que interactúa la fauna. Muchas aves y mamíferos marinos cazan peces en zonas que podrían ser lugares ideales para los convertidores de olas. Es posible que los convertidores incluso atraigan a los peces hacia ellos si los bichos más pequeños que comen se refugian allí. Eso podría, a su vez, atraer a depredadores hambrientos. Esto podría ayudar a impulsar la vida marina en la zona. Pero los peces, las focas y otros animales también podrían enredarse en los largos cables que anclan los convertidores de energía que flotan en la superficie. Así que los investigadores deben estudiar dónde quieren instalar estos convertidores para asegurarse de que no dañarán los ecosistemas locales.

Otra preocupación: Los convertidores harán ruido. Esto puede ser un problema para los peces, delfines y otros animales que dependen del sonido para encontrar comida o comunicarse. El profundo estruendo de un barco y el fuerte ping del sonar causan todo tipo de problemas a los animales del océano. Estas criaturas pueden tener dificultades para encontrar comida o desorientarse. Sin embargo, según Greaves, es poco probable que los convertidores de olas generen altos niveles de ruido. Lo más ruidoso ocurriría cuando los convertidores se instalan inicialmente en algún lugar. Una vez que empiecen a funcionar, deberían ser bastante silenciosos.

En el lado positivo, los convertidores podrían convertirse en la base de un arrecife artificial si las algas, los mejillones, los percebes o los corales se apoderan de la estructura y empiezan a crecer. Estos arrecifes protegen a los peces y otras especies marinas. Eso podría aumentar la diversidad de la vida marina en la zona. Podrían ser útiles, siempre que esos bichos no interfieran con el movimiento del convertidor de olas.

«A partir de los vastos recursos del océano, la energía de las olas tiene el potencial de contribuir enormemente a nuestras necesidades de energía limpia del futuro», afirma Greaves. Pero, advierte, «debe hacerse de forma sostenible, en armonía con el medio ambiente marino».