Una tecnología basada en energía cinética es capaz de generar electricidad sólo con ayuda de agua y aire. Un conjunto de estructuras metálicas se sumerge y emerge del agua y permite activar un generador para obtener energía eléctrica. Este sencillo movimiento genera lo suficiente para alimentar plantas industriales de grandes dimensiones con energía prácticamente ilimitada
Por Christopher García
Las posibilidades de las tecnologías renovables crecen a diario en el mundo. La mayoría de los sistemas conocidos atraviesan por un proceso de reinterpretación constante para obtener mejores resultados, mayores eficiencias o descubrir aplicaciones hasta ahora desconocidas.
Mucho de ello tiene que ver con el uso extensivo de combustibles fósiles y su alto grado de contaminación, temas, ambos, repetidos hasta el cansancio. Hasta hace poco, el petróleo y sus derivados eran la fuente preferida para generar energía en gran parte de los países del mundo, si bien esto ha comenzado a cambiar.
De acuerdo con la Agencia Internacional de la Energía, durante 2014 casi la mitad de la nueva energía instalada en el mundo fue renovable, al tiempo que el crecimiento económico de las naciones comenzó a disociarse de las emisiones de CO2, uno de los principales gases de efecto invernadero (GEI), fenómeno causante del calentamiento global y del cambio climático.
Por otro lado, durante la COP21, en París, los representantes de las naciones alcanzaron acuerdos importantes en lo que respecta a reducción de sus emisiones base para lograr detener el incremento en la temperatura del planeta por debajo de 1.5 grados centígrados. Las naciones desarrolladas, principales generadores de GEI, se comprometieron a liderar la reducción de emisiones, mientras que las naciones en desarrollo, hasta ahora dependientes del carbón, del petróleo y sus derivados para generar energía, adquirieron el compromiso de reemplazarlos paulatinamente por fuentes de energía alternativa.
En este contexto, las fuentes renovables más conocidas seguirán creciendo y penetrando poco a poco en los diversos mercados del mundo. En México, las fuentes eólica y solar son las preferidas y se mantendrán así durante 2016, derivado de la aprobación de la Ley de Transición Energética, en la cual quedó asentado que ni el gas natural se considera como fuente de energía limpia, combustible que se había estado empujando como principal reemplazo para el petróleo y sus subproductos.
Al mismo tiempo, otras fuentes están cobrando fuerza, como es el caso de la geotermia, fuente que aporta una considerable cantidad de energía a ciertas regiones del país (Baja California, principalmente) y que cuenta con interesantes proyectos en puerta: la hidroeléctrica y la minihidroeléctrica, que cuentan con desarrollos en proceso y prontos a concluirse, y la mareomotriz y undimotriz, cuyas posibilidades se están explorando ampliamente en la península de Baja California, con la esperanza de explotarse en breve.
Otras opciones hasta ahora poco conocidas también se están abriendo paso. Las posibilidades del hidrógeno están haciendo ruido, sobre todo debido a su grado cero de emisiones contaminantes. Una más de estas opciones es la hidropotencia, fuente de energía basada en el principio de Arquímedes, que tampoco libera emisiones contaminantes, que en México ya cuenta con diversos proyectos instalados y en desarrollo y cuya versatilidad le confiere posibilidades casi ilimitadas.
Movimiento prácticamente infinito
La hidropotencia (Kinetic Power Plant) es una tecnología patentada en Alemania, que genera energía eléctrica utilizando una combinación de agua y aire a presión para crear movimiento e inercia; con ello, se obtiene potencia eléctrica las 24 horas los 365 días del año.
De acuerdo con Julián Muñoz, director Comercial de Blue Box Technology Group, filial en México de Rosch Innovations, compañía alemana creadora del sistema, la tecnología se basa en un generador que trabaja a 360 revoluciones por minuto y es capaz de generar desde 100 kWh en adelante, dependiendo del tamaño de la planta que se requiera.
El generador se activa por medio de energía cinética, la cual surge del fenómeno del movimiento y se define como el trabajo necesario para acelerar un cuerpo de una masa dada, desde el reposo hasta la velocidad que posee. Una vez conseguida esta energía durante la aceleración, el cuerpo mantiene su energía cinética, a menos que cambie su rapidez o su masa.
En otras palabras, el generador es activado gracias a un conjunto de cajilones (cajas de acero inoxidable), “los cuales se encuentran almacenados en un tubo de acero lleno de agua (hidropozo) y anclados a una cadena que ayuda a colocarlos en serie. Dichos cajilones cuentan con unos agujeros y al entrar en el agua, se llenan de ella y se convierten en un elemento con peso muerto, lo que los hace descender. Al llegar a la parte más baja del tubo, que puede medir 10 o 25 metros de profundidad, dependiendo de la capacidad que se requiera, se les inyecta aire, lo que genera flotación, como en un submarino, y los empuja hacia la superficie, generando cierta fuerza que mueve la cadena a la que se anclan los cajilones. El sistema está compuesto por 60 cajilones que, sumados, generan una fuerza de empuje de 4 toneladas”.
El ingeniero Muñoz explica que en la parte superior, el sistema cuenta con una serie de engranes (transmisión) que ayuda a mover un generador de última generación con imanes de Neodimio, el cual entrega de manera estable 3 x 380 V con una frecuencia de 50 Hz. Así, la energía suministrada por el generador puede alimentar una planta, una casa, un refrigerador, además de un compresor de aire, que es el que inyecta a los cajilones para hacerlos subir. Dicho de otro modo, el sistema genera energía para alimentarse y para alimentar equipos externos, con lo que se mantiene funcionando, sin depender de factores externos.
“El más pequeño de los sistemas que diseñamos es de 100 kW, con el cual se generan 874 millones de kilowatts al año; luego de ese tenemos el de 300 kW, que genera 1 millón 744 mil kW al año; uno más grande de 5 MW, que genera 43 millones de kW al año, y los más grandes, que son de 50 y 100 MW, pensados para el suministro eléctrico a la industria. A partir del año que entra (mayo), sacaremos al mercado el sistema de 5 kW para poder alimentar una tienda de abarrotes o una casa”, explica el representante de Rosch Innovations en México.
“Todo es pura física: Aristóteles, Tesla. Mucha gente ha dicho que es ‘energía negra’, pero es física pura. El movimiento como tal podría ser infinito, porque a través de la energía cinética haces que se mueva el generador, el generador suministra energía para un compresor y el compresor para la energía cinética; entonces, se vuelve prácticamente infinito porque no dependes de nada externo. Obviamente, hay partes mecánicas que se desgastan y son las que detienen el funcionamiento. De otro modo, no habría necesidad de detenerse”, asegura.
Características y requisitos de instalación
De manera general, el sistema está compuesto por un hidropozo, un conjunto de cajilones, un generador, un compresor de aire, un sistema de engranes que activa el generador, agua y aire. “El hidropozo cuenta con un alma de acero, el cual puede estar enterrado o en exterior. Cuando lo enterramos le colocamos un recubrimiento de concreto para proteger, en caso de que haya algún manto freático, y que no se genere ningún problema a las aguas y que el mismo equipo esté protegido”, comenta el ingeniero Muñoz.
Explica que el área de instalación del sistema varía según la potencia generada; en el caso de un sistema de 100 MW, se requieren solamente 2 hectáreas de superficie. Además, no existen limitaciones para la instalación; puede ser en zonas desérticas, boscosas, incluso en terreno de piedra, porque se tiene la posibilidad de colocar los hidropozos hacia arriba. “No emite ningún tipo de contaminante o emisiones, y es totalmente autónomo, por lo que se instala en cualquier lugar de la República”.
En lo que respecta al agua, cualquier tipo es útil para llenar el hidropozo, siempre que no sea dura ni salada. Además, “no se tiene que circular constantemente: se almacena en los hidropozos y se cambia cada cinco o siete años. Nosotros le ponemos un aditivo, que nos ayuda a evitar la oxidación o que se genere algún tipo de bacteria. El aditivo es un producto biodegradable, de suerte que permite que a los cinco años se pueda utilizar para riego”, afirma Muñoz.
Un punto importante, enfatiza el director Comercial de Blue Box Technolgy Group, “es que el sistema es totalmente automatizado: se puede controlar a través de un teléfono celular, una tablet o una PC, lo que permite también programarlo. El sistema es autoajustable con base en los requerimientos de energía. Si tu planta requiere menos energía, el sistema baja sus revoluciones para no tener excesos. En otras palabras, el sistema trabaja con base en la demanda. También, puede interconectarse con la red de la CFE o instalarse de forma aislada, no necesita baterías”.
Otra de sus características destacables es la durabilidad y el mantenimiento mínimo que necesita. “Es un sistema que tiene poco desgaste, requiere mantenimiento una vez al año y su tiempo de vida útil es de hasta 50 años, siempre y cuando se le brinde mantenimiento anual. Es como un vehículo: si no le das mantenimiento, puede durar menos de lo que indica la garantía. En este caso, la garantía que ofrecemos es de 25 años”.
A manera de respaldo adicional y para incrementar la confianza de los usuarios, el ingeniero Muñoz comenta que con la adquisición de la tecnología se entrega una garantía avalada por un banco suizo: “Si el sistema no genera lo que prometimos, el banco te reembolsa la inversión realizada para adquirir el equipo. Es un respaldo, una seguridad de que tu dinero está invertido en un equipo confiable”. Las labores de mantenimiento, dado que requieren la extracción del sistema del hidropozo, están a cargo de la empresa fabricante, siempre y cuando el usuario cubra su póliza de mantenimiento.
Beneficios del sistema de hidropotencia
- Energía entregada linealmente: No existen picos, la entrega de energía a CFE es constante las 24 horas del día
- Para la CFE no existe riesgo de recibir energía con variación o voltaje extremo en sus líneas, como son los picos generados en el fotovoltaico o eólico
- Se puede entregar tanto energía como potencia (demanda máxima)
- El costo por watt es el más bajo del mercado
- Retorno de inversión máximo 6 años
- Poca superficie para gran generación
Tecnología en crecimiento
El sistema de hidropotencia salió al mercado hace cuatro años en Alemania y su crecimiento ha sido vertiginoso, de suerte que a escala mundial ya cuentan con 200 MW instalados y trabajando, además de 500 MW en proceso de instalación. “Actualmente, tenemos sistemas instalados en Tailandia, en Italia, en Croacia y en Rusia. También, en México, por supuesto, y estamos trabajando con distribuidores y un licenciatario en Chile; tenemos un proyecto para el canal de Panamá. Desde Guadalajara atendemos todo América Latina”.
En México, los proyectos se han centrado prácticamente en el sector industrial, si bien buscan atender a las Pymes y el sector residencial. “Contamos con un proyecto en construcción en una planta automotriz y en Baja California tenemos otra planta; pensamos tener otra planta en Guadalajara, como caso muestra, en una de las plazas comerciales de la región para que la gente pueda acercarse y ver cómo funciona la nueva tecnología de hidropotencia y que vea que puede generar para locales comerciales. La planta que tenemos en Aguascalientes es de 10 MW y se concluirá en abril próximo, mientras que la de La Paz, Baja California, es de 5 MW y se concluirá en mayo. Ahorita estamos en negociaciones para comenzar el siguiente año con la construcción de 10 MW en Silao para una planta también”, detalla Muñoz.
Para el sector hotelero, en la Riviera Maya, ya cuentan con cuatro sistemas con capacidad de 300 kW que empezarán a construir en enero. “Traemos proyectos de parques industriales que requieren energía y la CFE todavía no llega. Tenemos también negociaciones con el grupo de los menonitas, que también tienen problemas de suministro; trabajan con diesel, pero manifiestan que les cuesta mucho llevarlo. Estamos viendo algunos municipios en Chiapas, proyectos hoteleros en Baja California, donde también el suministro es muy costoso o no llega. Su idea es poner plantas como ésta para suministrar al hotel, que involucra todos los servicios: iluminación, aires acondicionados, elevadores, con un solo sistema”.
Gracias a la versatilidad del sistema, se vislumbran posibilidades para atender a comunidades aisladas, por ejemplo: “El tema con este tipo de comunidades o municipios alejados es que podemos generar la energía necesaria para sus bombas de agua, riego y demás, sin afectar sus hectáreas de cultivo, porque en 120 metros cuadrados generamos 1 millón 744 mil kW; es mucha energía. Para un sistema pequeño de 100 kW, necesitamos nada más 20 metros cuadrados y les entregaríamos 874 mil kW. Lo único que necesitarían es tomar un poco de agua del río, llenar el tanque y cada cinco años cambiarla”, afirma.
En México cuentan con cinco centros de servicio y esperan más para 2016. “Aunque todavía no tenemos en esos estados sistemas instalados, estamos previendo todo eso para poder estar cerca del cliente cuando los tengamos. Proyectamos que para el próximo año tendremos ya centros de soporte en los 32 estados de la República. Tenemos apenas un año y ya tenemos varios sistemas en construcción: estamos hablando de 15 MW en desarrollo.
Abunda: “Además, tenemos ya sistemas pequeños para arrendamiento, como el 100 y 300 kW, así como financiamiento para equipos grandes de 5 y más megawatts. No quiere decir que nuestra limitante sean 100 MW; podemos crecer tanto como sea necesario. Por ejemplo, para un sistema de 5 MW, con el que generamos 43 millones de kW, necesitamos sólo 1 mil 200 metros cuadrados”.
La inversión necesaria por cada kilowatt instalado es ligeramente más alta que las otras tecnologías, según comenta el ingeniero Muñoz. “Las ventajas que ofrecemos es que no causamos ninguna afectación climática, no dependemos del precio del petróleo o del gas, de si está nublado, de si hay viento, de si se presenta un huracán. Podemos generar las 24 horas del día, los 365 días del año. Eso nos da una ventaja adicional: que el kW generado es muy barato en comparación con otras tecnologías. Ya con la inversión recuperada y todo, el costo por kW es de 17 centavos de peso, al tipo de cambio actual. El retorno de inversión varía, según el tipo de tarifa, entre cuatro y nueve años”.
Otra de las cosas importantes es que el costo de operación es cero, porque todo se puede controlar a través de PLC: “Sí se requiere una conexión de internet para poderlo controlar y para que esté notificando algún tipo de falla o error que pudiera presentarse en el sistema. Los PLC van monitoreando el funcionamiento de cada uno de los hidropozos, entonces nos puede mandar notificaciones de errores. Así, tanto Alemania como el corporativo que tenemos en Guadalajara, pueden saber qué está fallando en un hidropozo para programar su reparación. La ventaja es que, como tiene redundancia, el equipo no deja de generar, no se detiene al ciento por ciento”.
El ingeniero Muñoz comenta que algunas personas han tratado de desacreditar la tecnología, argumentando que es imposible que funcione. “Tenemos muchos años invertidos en investigación para poder llegar a este punto”, señala Muñoz y sentencia: “Hay una frase de Thomas Alva Edison que reza: ‘Los que aseguran que algo es imposible no deberían interrumpir a los que estamos intentándolo’”.
