Al pensar en su transición energética, Colombia debería mirar a sus mares

Desde por lo menos hace unos 200 años, durante la dinastía Han en China, se presentaron las primeras ideas para utilizar el agua como fuente de energía. Según cuenta la Asociación Internacional de Energía Hidroeléctrica (IHA por sus siglas en inglés), “martillos impulsados por una rueda hidráulica vertical se utilizaban para machacar y descascarar grano, romper mineral y en la fabricación de papel”.

Las innovaciones tecnológicas que permitieron que hoy veamos proyectos como Hidroituango salir a la luz se dieron durante el siglo XIX, cuando se inventaron las primeras turbinas hidráulicas, como la turbina Francis, la de uso más común hoy en día. Pero ese avance ha dado paso a nuevas formas de generar energía con el agua. Y no con la de ríos, únicamente, sino con la de océanos.

“El océano representa una fuente masiva de energía sin explotar”, anota un nuevo artículo, publicado en la revista Sustainability, y que contó con la participación de tres investigadores colombianos, Andrés Osorio, Mateo Roldán Carvajal y Santiago Arango. El documento analiza el estado actual y potencial de energías renovables offshore (costa afuera) en Argentina, Brasil, Chile, Colombia y Uruguay. (También puede leer: Colombia, entre los países latinoamericanos con más energía renovable nueva a 2030)

“Se venía hablando muy fuertemente en muchos de nuestros países de la transición energética, entonces nos decidimos a hacer una publicación que dé una mirada más holística del tema, no solamente de la energía eólica costa afuera, sino del estado normativo, tecnológico y de desarrollo de capacidades de las energías marinas”, indica Osorio, ingeniero civil con una maestría y doctorado en ciencias y tecnologías marinas.

Mientras que el término offshore suele referirse a renovables que simplemente están ubicadas en los océanos, las energías marinas son las que hacen uso de elementos como las olas, mareas, corrientes, salinidad o temperatura del mar para producir energía.

En el artículo, los autores comprobaron que cada país de Sudamérica tiene recursos marinos distintos y un potencial diferente. “Por ejemplo, en Chile hay mucho oleaje y mareas. En Brasil tienen un potencial enorme de eólica offshore. Y Colombia tiene un gran potencial en gradientes salinos y térmicos. Cada país debe identificar qué tiene y orientar la investigación y capacidades hacia ese recurso”, dice Roldán, ingeniero químico y magíster en el mismo campo de la Universidad Nacional. (Le puede interesar: Transición energética en La Guajira: de las guerras del gas a las disputas por el viento)

Antes de explicar qué son los gradientes salinos, es importante entender que la energía marina proviene de cinco fuentes: olas, mareas, corrientes oceánicas, gradiente térmico y gradiente salino, que generan energía de formas distintas. Mientras que las olas y las mareas sirven para mover una turbina, las diferencias de temperaturas en el océano funcionan para generar energía en un ciclo Rankine, como en una termoeléctrica de carbón.

Según el artículo, Colombia tiene potencial de obtener energía de casi todas las fuentes en sus dos costas, excepto de las corrientes oceánicas. Roldán explica que esto no significa que en las costas del país no existan estas corrientes, sino que “no son suficientes para pensar en un desarrollo tecnológico a una escala relevante”.

A pesar de que el país tiene todas las fuentes en sus dos costas, el potencial en gradiente salino es el que sobresale sobre los otros. Como explica Osorio”cuando hablamos de energía de gradientes salinos, es porque hay una diferencia de concentración de agua dulce y salada, por ejemplo, en desembocaduras de río.”

Las tecnologías de gradiente salino, agrega Roldán “usan membranas para evitar el mezclado y transformar la energía disponible en electricidad. La que más hemos explorado en Colombia es la Electrodiálisis Inversa y se puede entender como una celda de combustible que se alimenta con dos combustibles: las aguas de diferente salinidad”. (También puede ver: ¿Qué carajos es la transición energética?)

Colombia tiene un alto potencial con esta energía por ser un país del trópico. Aquí, indica Osorio, tenemos mares con altas concentraciones de sal y, en el caso de la costa del Caribe, también se tiene, en paralelo, grandes ríos. La desembocadura del río Magdalena en el Mar Caribe en Barranquilla, por ejemplo, es un buen punto para aprovechar la energía.

Allí, el mar tiene una salinidad de 36 gramos por kilogramo, mientras que el río tiene 0.06 gramos por kilogramo, apunta Roldán. Por estas características, de hecho, los investigadores están trabajando para establecer allí la primera planta piloto de escala relevante en Latinoamérica. La iniciativa, en la que participan la Universidad Nacional y la Universidad del Norte, busca demostrar el potencial de generación de energía a partir de gradientes salinos en el país, así como dar una idea de los retos a los que se podría enfrentar el país si le apostara a la tecnología.

Los investigadores calculan que el potencial aprovechable en esa desembocadura de generación de energía es de 800 megavatios, algo así como un tercio de lo que genera Hidroituango.

Osorio dice que esperan responder preguntas como cuál es el impacto ambiental de la implementación de la tecnología, cuáles sus ventajas y hasta dónde se podría escalar potencialmente. Estos datos servirían para “madurar” la tecnología, en caso de que se quiera empezar a desarrollar, para que Colombia “se convierta en exportador de la tecnología de gradiente salino para el mundo”.

El océano para el desarrollo

Aunque no todas las energías marinas servirán para, por ejemplo, generar energía para la electricidad de todo el país, Roldán sostiene que son alternativas interesantes, y que se deben evaluar para ciertas regiones del país. “En el Pacífico sabemos que las mareas y las olas podrían suplir las necesidades locales, por medio de microrredes. La energía marina en general es atractiva para llegar a sitios que ahora suplen sus necesidades de electricidad con combustibles fósiles”.

En San Andrés y Providencia, agrega, se podría evaluar el potencial de generación de energía a partir de gradientes térmicos, en vez de instalar energía eólica costa afuera. “San Andrés está rodeado de mar, y pensar en generación de energía podría competir con otros usos de espacio. También se debe pensar cuánto estamos dispuestos a sacrificar del paisaje natural con, por ejemplo, turbinas eólicas offshore”. (Puede leer: Las razones de la demanda de inconstitucionalidad a la Ley de Transición Energética)

En sus trayectorias investigativas, agrega Osorio, también han identificado que el archipiélago tiene un potencial para tener un modelo de desarrollo basado en la ciencia del mar. Es decir, que “el agua del mar da una base para empezar a desarrollar enclaves empresariales o industriales basados en el recurso marino y sus ecosistemas. El turismo científico podría ser una opción”. El mensaje es que en el mar hay un potencial más allá de la energía, pero que esta también se puede utilizar para resolver necesidades locales y prácticas.

Todo esto, sin embargo, requerirá trabajar en la investigación y tecnología nacional. “Ahora que hablamos de la transición energética justa, entendemos que esta no solamente implica hacer concesiones en el mercado de energía, sino desarrollar capacidades, que se dan en las universidades, la academia y con las comunidades en los territorios”, indica Osorio.

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Desde por lo menos hace unos 200 años, durante la dinastía Han en China, se presentaron las primeras ideas para utilizar el agua como fuente de energía. Según cuenta la Asociación Internacional de Energía Hidroeléctrica (IHA por sus siglas en inglés), “martillos impulsados por una rueda hidráulica vertical se utilizaban para machacar y descascarar grano, romper mineral y en la fabricación de papel”.

Las innovaciones tecnológicas que permitieron que hoy veamos proyectos como Hidroituango salir a la luz se dieron durante el siglo XIX, cuando se inventaron las primeras turbinas hidráulicas, como la turbina Francis, la de uso más común hoy en día. Pero ese avance ha dado paso a nuevas formas de generar energía con el agua. Y no con la de ríos, únicamente, sino con la de océanos.

“El océano representa una fuente masiva de energía sin explotar”, anota un nuevo artículo, publicado en la revista Sustainability, y que contó con la participación de tres investigadores colombianos, Andrés Osorio, Mateo Roldán Carvajal y Santiago Arango. El documento analiza el estado actual y potencial de energías renovables offshore (costa afuera) en Argentina, Brasil, Chile, Colombia y Uruguay. (También puede leer: Colombia, entre los países latinoamericanos con más energía renovable nueva a 2030)

“Se venía hablando muy fuertemente en muchos de nuestros países de la transición energética, entonces nos decidimos a hacer una publicación que dé una mirada más holística del tema, no solamente de la energía eólica costa afuera, sino del estado normativo, tecnológico y de desarrollo de capacidades de las energías marinas”, indica Osorio, ingeniero civil con una maestría y doctorado en ciencias y tecnologías marinas.

Mientras que el término offshore suele referirse a renovables que simplemente están ubicadas en los océanos, las energías marinas son las que hacen uso de elementos como las olas, mareas, corrientes, salinidad o temperatura del mar para producir energía.

En el artículo, los autores comprobaron que cada país de Sudamérica tiene recursos marinos distintos y un potencial diferente. “Por ejemplo, en Chile hay mucho oleaje y mareas. En Brasil tienen un potencial enorme de eólica offshore. Y Colombia tiene un gran potencial en gradientes salinos y térmicos. Cada país debe identificar qué tiene y orientar la investigación y capacidades hacia ese recurso”, dice Roldán, ingeniero químico y magíster en el mismo campo de la Universidad Nacional. (Le puede interesar: Transición energética en La Guajira: de las guerras del gas a las disputas por el viento)

Antes de explicar qué son los gradientes salinos, es importante entender que la energía marina proviene de cinco fuentes: olas, mareas, corrientes oceánicas, gradiente térmico y gradiente salino, que generan energía de formas distintas. Mientras que las olas y las mareas sirven para mover una turbina, las diferencias de temperaturas en el océano funcionan para generar energía en un ciclo Rankine, como en una termoeléctrica de carbón.

Según el artículo, Colombia tiene potencial de obtener energía de casi todas las fuentes en sus dos costas, excepto de las corrientes oceánicas. Roldán explica que esto no significa que en las costas del país no existan estas corrientes, sino que “no son suficientes para pensar en un desarrollo tecnológico a una escala relevante”.

A pesar de que el país tiene todas las fuentes en sus dos costas, el potencial en gradiente salino es el que sobresale sobre los otros. Como explica Osorio”cuando hablamos de energía de gradientes salinos, es porque hay una diferencia de concentración de agua dulce y salada, por ejemplo, en desembocaduras de río.”

Las tecnologías de gradiente salino, agrega Roldán “usan membranas para evitar el mezclado y transformar la energía disponible en electricidad. La que más hemos explorado en Colombia es la Electrodiálisis Inversa y se puede entender como una celda de combustible que se alimenta con dos combustibles: las aguas de diferente salinidad”. (También puede ver: ¿Qué carajos es la transición energética?)

Colombia tiene un alto potencial con esta energía por ser un país del trópico. Aquí, indica Osorio, tenemos mares con altas concentraciones de sal y, en el caso de la costa del Caribe, también se tiene, en paralelo, grandes ríos. La desembocadura del río Magdalena en el Mar Caribe en Barranquilla, por ejemplo, es un buen punto para aprovechar la energía.

Allí, el mar tiene una salinidad de 36 gramos por kilogramo, mientras que el río tiene 0.06 gramos por kilogramo, apunta Roldán. Por estas características, de hecho, los investigadores están trabajando para establecer allí la primera planta piloto de escala relevante en Latinoamérica. La iniciativa, en la que participan la Universidad Nacional y la Universidad del Norte, busca demostrar el potencial de generación de energía a partir de gradientes salinos en el país, así como dar una idea de los retos a los que se podría enfrentar el país si le apostara a la tecnología.

Los investigadores calculan que el potencial aprovechable en esa desembocadura de generación de energía es de 800 megavatios, algo así como un tercio de lo que genera Hidroituango.

Osorio dice que esperan responder preguntas como cuál es el impacto ambiental de la implementación de la tecnología, cuáles sus ventajas y hasta dónde se podría escalar potencialmente. Estos datos servirían para “madurar” la tecnología, en caso de que se quiera empezar a desarrollar, para que Colombia “se convierta en exportador de la tecnología de gradiente salino para el mundo”.

El océano para el desarrollo

Aunque no todas las energías marinas servirán para, por ejemplo, generar energía para la electricidad de todo el país, Roldán sostiene que son alternativas interesantes, y que se deben evaluar para ciertas regiones del país. “En el Pacífico sabemos que las mareas y las olas podrían suplir las necesidades locales, por medio de microrredes. La energía marina en general es atractiva para llegar a sitios que ahora suplen sus necesidades de electricidad con combustibles fósiles”.

En San Andrés y Providencia, agrega, se podría evaluar el potencial de generación de energía a partir de gradientes térmicos, en vez de instalar energía eólica costa afuera. “San Andrés está rodeado de mar, y pensar en generación de energía podría competir con otros usos de espacio. También se debe pensar cuánto estamos dispuestos a sacrificar del paisaje natural con, por ejemplo, turbinas eólicas offshore”. (Puede leer: Las razones de la demanda de inconstitucionalidad a la Ley de Transición Energética)

En sus trayectorias investigativas, agrega Osorio, también han identificado que el archipiélago tiene un potencial para tener un modelo de desarrollo basado en la ciencia del mar. Es decir, que “el agua del mar da una base para empezar a desarrollar enclaves empresariales o industriales basados en el recurso marino y sus ecosistemas. El turismo científico podría ser una opción”. El mensaje es que en el mar hay un potencial más allá de la energía, pero que esta también se puede utilizar para resolver necesidades locales y prácticas.

Todo esto, sin embargo, requerirá trabajar en la investigación y tecnología nacional. “Ahora que hablamos de la transición energética justa, entendemos que esta no solamente implica hacer concesiones en el mercado de energía, sino desarrollar capacidades, que se dan en las universidades, la academia y con las comunidades en los territorios”, indica Osorio.

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