Un recorrido íntimo por las ocho fuentes de energía limpia que están reescribiendo cómo el ser humano se relaciona con el sol, el viento, el agua y la tierra. Pensado para curiosos, estudiantes y quienes quieren entender, sin tecnicismos innecesarios, de dónde viene la energía del mañana.
Cada hora, el Sol envía a la Tierra más energía de la que la humanidad consume en un año entero. La pregunta nunca fue si había suficiente. La pregunta siempre fue cómo atraparla.
La energía solar es la radiación electromagnética que emite el Sol al fusionar átomos de hidrógeno en su núcleo. Cada segundo, esa estrella convierte unos 600 millones de toneladas de hidrógeno en helio, y la pequeña diferencia de masa se transforma en luz y calor. Una fracción ínfima de esa energía atraviesa el espacio durante poco más de ocho minutos hasta tocar la atmósfera de la Tierra.
Sobre la superficie del planeta, en condiciones óptimas, llega aproximadamente un kilovatio por metro cuadrado. Esa cifra, conocida como irradiancia estándar, es la base sobre la que se calcula prácticamente todo lo que tiene que ver con tecnología solar. La idea fundamental, en cualquiera de sus variantes, es transformar esa radiación en algo que podamos usar: electricidad o calor útil.
Aunque solemos pensar en paneles azules sobre los tejados, la energía solar se aprovecha mediante tres familias tecnológicas con principios físicos distintos. Cada una resuelve un problema diferente.
Solar fotovoltaica (FV). Aprovecha el efecto fotoeléctrico: cuando un fotón con suficiente energía golpea una célula de silicio dopado, libera un electrón que, dirigido por un campo eléctrico interno, genera corriente continua. Esa corriente, transformada por un inversor en alterna, es la electricidad que usamos. Es la tecnología solar más extendida del mundo.
Solar térmica de baja temperatura. Usa la radiación para calentar un fluido —típicamente agua o una mezcla anticongelante— que circula por captadores planos o de tubos de vacío. No produce electricidad: produce calor útil para agua sanitaria, calefacción o procesos industriales suaves. Es silenciosa, sin partes móviles, y extraordinariamente eficiente para lo que hace.
Solar de concentración (CSP). Usa espejos —cilindros parabólicos, helióstatos en torre, discos Stirling— para concentrar la radiación en un punto pequeño y alcanzar temperaturas muy altas, capaces de producir vapor y mover una turbina. Su gran virtud es que puede almacenar el calor en sales fundidas y seguir generando electricidad por la noche.
Una célula fotovoltaica es, en el fondo, una rebanada finísima de silicio cristalino dividida en dos capas con cargas distintas. La capa superior, dopada con fósforo, tiene electrones de sobra. La inferior, dopada con boro, tiene huecos donde podrían acomodarse esos electrones. La frontera entre ambas crea un campo eléctrico permanente.
Cuando un fotón con energía suficiente entra en la célula, golpea un electrón y lo libera. El campo eléctrico interno empuja a ese electrón siempre en la misma dirección, y si conectamos un cable entre ambas caras de la célula, los electrones fluyen por él para volver al lado contrario. Eso es corriente eléctrica. Sin partes móviles. Sin combustión. Sin ruido. Sólo luz que se convierte, electrón a electrón, en energía utilizable.
Mueve los controles para entender de qué dependen los kilovatios-hora generados por una instalación fotovoltaica. Estos cálculos son aproximaciones didácticas; las instalaciones reales tienen muchas más variables.
Ajusta superficie, horas de sol al día y eficiencia de los paneles.
Toda tecnología tiene sus brillos y sus sombras. Conocer ambos lados es la única forma de tomar decisiones honestas sobre cómo y dónde desplegar la energía solar.
Una célula fotovoltaica genera electricidad porque…
El viento es, en realidad, sol disfrazado. Sin las diferencias de temperatura que el Sol crea sobre la Tierra, la atmósfera estaría quieta. Aprovechar el viento es aprovechar, indirectamente, la estrella.
El sol calienta la superficie de la Tierra de manera desigual: más en el ecuador, menos en los polos; más en la tierra firme, menos en el océano. Las masas de aire calentadas se vuelven menos densas y suben, dejando un vacío de presión que otras masas de aire más frías y densas se apresuran a ocupar. Ese movimiento horizontal del aire, multiplicado por la rotación del planeta y la geografía, es lo que llamamos viento.
El viento contiene energía cinética, que es la energía asociada al movimiento. La energía eólica consiste, en esencia, en obligar al viento a entregar parte de esa energía cuando atraviesa las palas de una máquina diseñada para extraerla. Lo que sale por el otro lado es un viento un poco más lento y un eje un poco más rápido.
No hay un único modelo de aerogenerador, pero sí dos grandes familias por dónde se instalan, y dos por cómo giran. Cada combinación responde a un equilibrio distinto entre coste, recurso de viento y huella visual.
Eólica terrestre (onshore). Aerogeneradores instalados en tierra firme, normalmente en cimas de montañas, mesetas, llanuras abiertas o pasillos de viento. Es la forma más madura, más barata y la más extendida del mundo. Su limitación principal es geográfica: hay que ir donde sopla bien el viento, lo cual no siempre coincide con donde vive la gente.
Eólica marina (offshore). Aerogeneradores instalados sobre el lecho marino —cuando es poco profundo— o sobre estructuras flotantes ancladas al fondo. El viento en el mar es más fuerte, más constante y sin obstáculos. A cambio, los costes de instalación, mantenimiento y conexión submarina son varias veces superiores.
Eje horizontal vs eje vertical. La inmensa mayoría de los aerogeneradores tienen el eje paralelo al suelo y tres palas, porque ese diseño extrae mejor la energía del viento dominante. Los de eje vertical, con palas que giran como una batidora, captan viento de cualquier dirección y se usan en entornos urbanos o con vientos turbulentos, aunque rinden bastante menos.
Un aerogenerador moderno parece simple desde lejos, pero en realidad es una orquesta de subsistemas trabajando en sincronía. Las palas, diseñadas como alas de avión, generan sustentación cuando el viento las atraviesa: en lugar de empujar al rotor, lo levantan en una dirección que lo obliga a girar. La góndola en lo alto contiene el generador eléctrico, la caja multiplicadora —si la hay—, los frenos, los sistemas de orientación y de control de paso de pala.
El rotor, al girar, mueve directa o indirectamente el generador, que produce electricidad. Esa electricidad pasa por un transformador y se inyecta a la red. Sensores meteorológicos en el techo de la góndola informan al ordenador interno hacia dónde sopla el viento, y un motor de orientación gira lentamente toda la góndola para encararla siempre. Cuando el viento es excesivo, las palas giran sobre su propio eje para perder sustentación y proteger la máquina.
La potencia que un aerogenerador puede extraer depende del área que barre el rotor y, sobre todo, del cubo de la velocidad del viento. Doblar la velocidad del viento multiplica la potencia disponible por ocho. Por eso buscar un buen emplazamiento importa más que casi cualquier otra cosa.
Ajusta velocidad media, diámetro del rotor y coeficiente de potencia (Cp).
El coeficiente de potencia tiene un límite teórico —el límite de Betz— de aproximadamente 59%. Ningún aerogenerador puede extraer más de eso, porque haría falta detener el viento por completo. Las máquinas reales rondan el 40–48%.
La energía eólica es una de las renovables más maduras y competitivas. También es de las que más debate territorial generan, porque modifica el paisaje y porque convive —no siempre cómodamente— con la fauna voladora.
Si el viento pasa de 5 m/s a 10 m/s, la potencia disponible se multiplica aproximadamente por…
Es la renovable más antigua que el ser humano aprendió a domesticar. Antes de los molinos había norias; antes de las turbinas, ruedas de palas. Toda esa historia cabe en una idea simple: el agua que cae empuja.
La energía hidráulica, también llamada hidroeléctrica cuando produce electricidad, aprovecha la energía mecánica del agua en movimiento. Ese movimiento, en última instancia, también es solar: el sol evapora agua de los océanos, lagos y ríos; el vapor sube, forma nubes y se condensa; las precipitaciones devuelven el agua a tierras altas; y desde allí desciende por la gravedad hasta el mar otra vez. Ese ciclo, repetido eternamente, es el motor de toda la energía hidráulica del planeta.
La idea que aprovechamos es muy concreta: cuando el agua desciende desde una altura mayor a otra menor, una parte de su energía potencial se convierte en energía cinética. Si esa agua atraviesa una turbina, una parte de esa energía cinética se transforma en rotación, y esa rotación, en electricidad. Cuanta más altura de caída y mayor caudal, mayor potencia.
Hablar de hidráulica es hablar de muchas escalas. No es lo mismo una mega-presa que represa un valle entero que un pequeño aprovechamiento al pie de un canal. Cada modelo responde a un equilibrio distinto entre potencia, impacto y flexibilidad.
Centrales de embalse. La más conocida: una gran presa retiene el agua en un lago artificial y la libera de manera controlada hacia turbinas situadas más abajo. Permite regular cuándo se produce energía y aporta también almacenamiento de agua para regadío y consumo. Es la forma de hidroeléctrica que más altera el territorio.
Centrales de agua fluyente. No retienen apenas agua. Aprovechan el caudal natural del río en cada momento mediante una pequeña presa o un azud que desvía parte del agua hacia las turbinas. Producen lo que el río les da y son más respetuosas con el ecosistema fluvial, aunque dependen de la temporada.
Centrales reversibles o de bombeo. Tienen dos embalses, uno arriba y otro abajo. Cuando hay electricidad sobrante en la red —de noche, con sol del mediodía, con vientos fuertes— se bombea agua hacia el depósito superior. Cuando se necesita energía, se libera y se turbina. Son la mayor batería del planeta: almacenan energía a gran escala.
Minihidráulica. Pequeñas instalaciones, normalmente por debajo de los 10 megavatios, situadas en ríos secundarios, canales de riego o saltos modestos. Su impacto ambiental es mucho menor y permiten descentralizar la producción, llevando electricidad limpia a comunidades aisladas.
No existe una turbina universal. La elección depende del salto disponible y del caudal. Una turbina pensada para un salto altísimo y poco caudal sería un desastre en un río ancho y manso. Por eso la ingeniería ha desarrollado familias específicas para cada combinación.
Una turbina, sea cual sea su forma, está acoplada a un generador eléctrico. La rotación de la turbina hace girar un rotor lleno de imanes dentro de bobinas, lo que induce una corriente eléctrica. Lo que entra como agua sale como electrones organizados.
La fórmula básica de la potencia hidráulica multiplica densidad del agua, gravedad, caudal, salto y rendimiento. Mueve los controles para ver cómo se comportan sus protagonistas.
Ajusta caudal, salto neto y rendimiento global del conjunto turbina-generador.
Pocas tecnologías ofrecen tanto a cambio de tan poco combustible: cero. Pero pocas tecnologías pueden alterar tanto un valle, un río, una comunidad y una fauna. La hidráulica es renovable, pero no necesariamente inocua.
¿Qué tipo de central hidroeléctrica funciona también como una gigantesca batería?
La fotosíntesis ya guardó energía solar dentro de las plantas hace millones de años. La biomasa es ese mismo truco, pero a corto plazo: cultivar, cosechar, fermentar, quemar, y devolver al ciclo.
La biomasa es toda materia orgánica de origen biológico capaz de almacenar energía: madera, restos agrícolas, residuos forestales, cultivos energéticos, lodos de depuración, residuos ganaderos o la fracción orgánica de la basura urbana. Esa energía no es otra cosa que luz solar atrapada por las plantas mediante fotosíntesis: con CO₂, agua y un poco de luz, los vegetales construyen carbohidratos y, con ellos, su propia estructura.
La idea de la energía de biomasa es liberar esa energía cuando la necesitamos, ya sea quemando la materia para producir calor o electricidad, o transformándola previamente en combustibles más cómodos —líquidos o gaseosos—. La gracia, frente a un combustible fósil, es que el carbono que se libera al aire al usar la biomasa es el mismo que se había absorbido de la atmósfera meses, años o pocas décadas antes. Sería un ciclo cerrado en términos teóricos, aunque en la práctica la cosa tiene matices.
Bajo el paraguas "biomasa" caben recursos muy distintos. Conviene ordenarlos para no confundirlos. La forma física condiciona casi todo: cómo se transporta, cómo se quema, cuánta energía contiene por kilo y para qué uso es razonable.
Biomasa sólida. Leña, astillas, pellets, briquetas, residuos forestales y agrícolas como cáscaras, podas, paja o huesos de aceituna. Suele quemarse directamente en calderas para obtener calor, o en plantas térmicas para producir vapor y electricidad. Es la más extendida y la más antigua: el fuego doméstico es esto desde hace milenios.
Biocombustibles líquidos. Bioetanol, obtenido por fermentación de azúcares de caña, maíz o residuos celulósicos, y biodiésel, obtenido a partir de aceites vegetales —de soja, palma, girasol o usados— mediante una reacción química llamada transesterificación. Se mezclan con gasolina y gasóleo para reducir las emisiones del transporte.
Biogás y biometano. Mezclas gaseosas, principalmente metano y CO₂, producidas por la digestión anaerobia de residuos orgánicos —estiércol, lodos, restos alimentarios— en ausencia de oxígeno. Una vez depurado y enriquecido en metano se obtiene biometano, prácticamente equivalente al gas natural pero de origen renovable.
La biomasa puede convertirse en energía útil siguiendo procesos térmicos, bioquímicos o físico-químicos. La elección depende del tipo de biomasa de partida y de qué forma de energía buscamos al final.
Estos procesos no son mutuamente excluyentes: una misma planta puede combinar varios para aprovechar al máximo cada residuo. Y todos comparten una misma promesa: tomar materiales que iban a podrirse o quemarse al aire libre y darles un destino energético.
Esta es una herramienta de exploración para entender qué proceso encaja mejor con qué tipo de biomasa. Pulsa cada categoría para descubrir cómo se transforma.
Selecciona el tipo de biomasa para ver los caminos energéticos posibles.
Camino preferente: combustión directa o gasificación.
Producto: calor para calefacción y procesos industriales, o electricidad mediante turbina de vapor.
Por qué: alta densidad energética por kilo y baja humedad relativa tras secado. Los pellets y astillas son el formato más manejable.
Camino preferente: fermentación.
Producto: bioetanol para mezclar con gasolina.
Por qué: los azúcares de la caña, la remolacha o el maíz se fermentan fácilmente con levaduras. El residuo sólido (bagazo) puede quemarse para producir calor en la propia planta.
Camino preferente: transesterificación.
Producto: biodiésel para motores diésel.
Por qué: los triglicéridos del aceite reaccionan con un alcohol y un catalizador para formar ésteres más fluidos, compatibles con motores diésel sin grandes modificaciones.
Camino preferente: digestión anaerobia.
Producto: biogás (electricidad y calor) y digestato como fertilizante.
Por qué: los purines y estiércoles tienen alta humedad y mucha materia orgánica fácilmente fermentable. Quemarlos sería ineficiente, pero las bacterias anaerobias los aprovechan muy bien.
Camino preferente: incineración con valorización energética o digestión anaerobia de la fracción orgánica.
Producto: electricidad, calor y reducción de volumen del residuo.
Por qué: permite cerrar el ciclo de la basura, evitando vertederos y aprovechando el contenido energético de lo que ya no sirve.
La biomasa tiene una ventaja muy distinta a la del sol o el viento: es energía almacenada, transportable y disponible bajo demanda. Pero no toda biomasa es igualmente sostenible. Una hectárea bien gestionada y un monocultivo intensivo no juegan en la misma liga ambiental.
El biogás se produce principalmente por…
Bajo la corteza, la Tierra todavía conserva el calor de su nacimiento. Geotermia es bajar a buscarlo. Donde otros ven roca, esta tecnología ve un horno permanente que lleva ardiendo desde antes de que existiera el oxígeno en el aire.
El interior de la Tierra está caliente por dos razones combinadas. Primero, por el calor residual de su formación hace 4.500 millones de años: cuando los planetesimales chocaron entre sí, esa energía cinética quedó atrapada en forma de calor. Segundo, por la desintegración constante de elementos radioactivos en su interior —uranio, torio, potasio— que sigue liberando energía hoy.
El resultado es un gradiente geotérmico: por cada kilómetro que bajamos, la temperatura sube en promedio unos 25 a 30 grados. En zonas volcánicas o tectónicamente activas el gradiente es mucho más fuerte. Donde la corteza se adelgaza —dorsales oceánicas, bordes de placas, puntos calientes— ese calor se acerca a la superficie y se vuelve aprovechable.
Geotermia no es una sola tecnología, sino una familia de soluciones que se reparten según la temperatura disponible. A más calor, más usos posibles; a menos calor, soluciones más finas pero igualmente útiles.
Alta entalpía (más de 150 °C). Reservorios capaces de mover turbinas y generar electricidad directamente. Suelen estar en regiones volcánicas activas. La planta extrae vapor o agua sobrecalentada del subsuelo, lo conduce hasta la turbina, y reinyecta el fluido enfriado de vuelta para mantener la presión y la sostenibilidad del recurso.
Media entalpía (90–150 °C). No alcanza para mover una turbina convencional, pero sí para una planta de ciclo binario: el agua geotérmica calienta a otro fluido —con un punto de ebullición más bajo— que se evapora y mueve la turbina. Permite generar electricidad en muchas más regiones del mundo.
Baja entalpía (30–90 °C). No sirve para electricidad, pero es ideal para usos térmicos directos: redes urbanas de calefacción, invernaderos, piscifactorías, secado de alimentos, balnearios. En muchos países nórdicos pueblos enteros se calientan así durante el invierno.
Geotermia superficial (menos de 30 °C). Aprovecha la temperatura estable del subsuelo a pocos metros de profundidad. Una bomba de calor geotérmica intercambia calor con el terreno mediante sondas y se usa para climatizar viviendas: en invierno extrae calor del subsuelo, en verano lo cede. No depende de zonas volcánicas; funciona en cualquier parte.
Una central geotérmica de alta entalpía es, en esencia, dos perforaciones profundas. Una saca calor, la otra lo devuelve. Lo que queda en medio —turbina, intercambiador, refrigeración— es la maquinaria que convierte ese calor en electricidad.
El truco está en que el agua nunca se gasta: se mueve en círculo, llevando calor hacia arriba y volviendo enfriada. Lo único que se extrae realmente es energía térmica.
La temperatura del recurso decide qué se puede hacer con él. Selecciona un rango y descubre para qué sirve.
Climatización con bomba de calor. A esta temperatura el subsuelo es un reservorio térmico estable. Una bomba de calor lo aprovecha como foco frío en verano y como foco caliente en invierno. Calefacción, refrigeración y agua caliente sanitaria con consumos eléctricos muy bajos.
Calor directo y redes urbanas. Calefacción de barrios enteros mediante tuberías que distribuyen agua caliente. También invernaderos, piscifactorías, secaderos agrícolas, balnearios y procesos industriales de baja temperatura. Sustituye perfectamente al gas o al fuel.
Electricidad de ciclo binario. Aún no hierve agua a presión atmosférica, pero sí calienta un fluido secundario con punto de ebullición bajo. Ese fluido se evapora y mueve una turbina. Permite electricidad en regiones con calor moderado, fuera de zonas volcánicas.
Electricidad directa. Vapor o agua sobrecalentada que pueden mover una turbina convencional. Es la geotermia más conocida: las grandes plantas en zonas volcánicas activas, capaces de producir centenares de megavatios de manera firme las 24 horas del día.
Si el sol se nubla, los paneles paran. Si el viento amaina, los aerogeneradores también. La geotermia no depende del clima: el calor terrestre está ahí siempre. Esa cualidad —ser firme y previsible— la convierte en pieza estratégica del sistema energético, aunque tiene sus peculiaridades.
¿Por qué es necesario el pozo de inyección en una planta geotérmica?
La Luna y el Sol tiran del agua del planeta dos veces al día. Ese tirón gravitacional es la única fuente energética que no depende del clima ni de la luz, sino de la mecánica celeste. Mareomotriz es enchufar una turbina a una órbita.
Las mareas existen porque la Tierra y la Luna se atraen mutuamente. Esa atracción no es uniforme: el lado de la Tierra que mira a la Luna se ve tirado un poco más fuerte, y el lado opuesto un poco menos. El agua de los océanos, libre para deformarse, se acumula en ambos extremos y forma dos abultamientos que parecen recorrer el planeta a medida que rota. El Sol también contribuye, aunque con un tercio de la fuerza de la Luna.
Lo que vemos como subida y bajada del nivel del mar dos veces al día es, en realidad, la rotación terrestre pasando por debajo de esos abultamientos. Esa diferencia de altura —llamada amplitud de marea— es energía potencial. Y mover masas enormes de agua hacia adelante y atrás es energía cinética. Las dos se pueden capturar.
No hay una única manera de capturar esta energía. Cada tecnología explota una forma distinta de la dinámica de las mareas: la altura, las corrientes, o la diferencia entre dos cuencas.
Por dique mareomotriz. Se construye una barrera en un estuario y se aprovecha la diferencia de nivel entre el lado interior y el exterior cuando sube y baja la marea. Las turbinas instaladas en el dique giran al pasar el agua en cualquier dirección. Es la versión más antigua y conocida; se parece a una hidroeléctrica de ciclo doble.
De corriente de marea. En lugar de bloquear el agua, se sumergen turbinas en el lecho marino donde las corrientes son fuertes —entre islas, en estrechos, en pasos angostos—. Las turbinas se parecen a aerogeneradores submarinos y giran con el flujo bidireccional de la marea. Tienen menor impacto ambiental que un dique.
Lagunas mareomotrices. En lugar de cerrar un estuario natural, se construye un dique cerrado costa adentro o costa afuera que crea una laguna artificial. La laguna se llena con la marea alta y se vacía a través de turbinas en la marea baja. Permite seleccionar zonas con menor impacto ecológico y operar con mayor flexibilidad.
Mareomotriz dinámica. Concepto más experimental. Consiste en un dique muy largo que se adentra perpendicular a la costa, sin cerrar nada. Aprovecha la diferencia de fase entre la marea a un lado y al otro del dique para mover el agua a través de turbinas. Aún en estudio.
El dique tradicional cierra un estuario y deja únicamente unas aberturas controladas: las compuertas con turbinas. El ciclo de operación se repite cuatro veces cada día, alternando llenado y vaciado.
Las turbinas son bulbo, diseñadas específicamente para girar en ambos sentidos del flujo. Esto convierte cada dique en un generador que aprovecha tanto el llenado como el vaciado, doblando la producción frente a un esquema unidireccional.
La energía potencial almacenada en una cuenca mareomotriz depende del cuadrado de la amplitud de la marea y del área de la cuenca. Mueve los controles para ver cómo cambia la energía teórica disponible.
Ajusta amplitud de marea, superficie de la cuenca y rendimiento global del dique.
El gran atractivo de la mareomotriz es su predictibilidad. Mientras los demás recursos varían con caprichos atmosféricos, las mareas se pueden calcular con décadas de antelación. Pero ese privilegio se paga en geografía: solo unas pocas costas del mundo tienen mareas suficientemente grandes.
¿Por qué la energía mareomotriz es tan predecible?
Las olas son aire que ha aprendido a empujar agua. Detrás de cada cresta hay un viento que sopló kilómetros atrás y cuyo eco viaja todavía. Capturar ese eco, ese pequeño temblor superficial multiplicado por todo el océano, es lo que se propone esta tecnología.
El sol calienta el aire de manera desigual y eso genera viento. El viento al soplar sobre la superficie del mar le transfiere parte de su energía y deforma esa superficie en olas. Cuanto más sostenido es el viento, más distancia recorre sin obstáculos y más profundo es el agua, más grandes son las olas que se forman.
Lo interesante es que las olas conservan esa energía durante miles de kilómetros. Una tormenta en mitad del Atlántico puede producir olas que llegan, días después, a una costa lejana donde no sopla nada de viento. Esa concentración de energía solar transformada por el viento y depositada en el agua es enorme: un metro de cresta puede transportar decenas de kilovatios.
La energía undimotriz es probablemente la más diversa en términos de tecnología. Cada equipo de ingeniería ha imaginado su propia estrategia para domar el oleaje. Las cuatro grandes familias son:
Punto absorbedor. Una boya flota en superficie y se mueve verticalmente con cada ola. Su movimiento relativo respecto a un anclaje en el fondo —o respecto a una masa de reacción dentro de la propia boya— acciona un generador. Es una de las tecnologías más maduras y se puede instalar en granjas modulares.
Atenuador. Una estructura larga y articulada que flota alineada con la dirección del oleaje. Está formada por varios segmentos unidos por bisagras hidráulicas. Cuando una ola pasa por debajo, los segmentos se flexionan y los pistones de las bisagras impulsan un fluido a presión que mueve un generador.
Columna de agua oscilante. Una cámara cerrada por arriba pero abierta al mar por abajo. Cuando la ola sube, comprime el aire de la cámara y lo expulsa por una turbina; cuando la ola baja, el aire vuelve a entrar atravesando la misma turbina, que está diseñada para girar siempre en el mismo sentido. Suele instalarse en costa.
Por rebose o rebalse. Una rampa lleva las olas hasta un depósito elevado por encima del nivel del mar. El agua acumulada en el depósito vuelve al mar a través de una pequeña turbina hidroeléctrica convencional. En esencia, convierte la ola en una mini cascada continua.
El esquema más sencillo y didáctico es el del punto absorbedor. Una boya cilíndrica flota anclada al fondo. Cada vez que una ola pasa, la boya sube y baja. Esa oscilación arrastra un pistón o un imán dentro de un sistema generador.
El reto técnico no es el principio físico, que es trivial, sino la durabilidad. La boya debe sobrevivir a tormentas, a golpes de mar, a la corrosión salina, a la incrustación de organismos marinos y a años de operación sin mantenimiento fácil. Por eso muchos diseños añaden un modo de protección: ante tormentas extremas, el sistema se desconecta del oleaje y se sumerge o se rigidiza.
La potencia transportada por una ola en aguas profundas depende, aproximadamente, del cuadrado de la altura significante por el período. Mueve los controles para estimar cuánta energía atraviesa cada metro de frente de ola.
Ajusta altura significante de ola, período y rendimiento del dispositivo.
La energía de las olas tiene un potencial técnico enorme: las costas atlánticas y pacíficas reciben suficiente energía como para cubrir varias veces la demanda eléctrica mundial. El problema es que pocas tecnologías han sobrevivido lo suficiente al mar como para considerarse comercialmente maduras. La undimotriz es la promesa más prometedora —y la más esquiva— de las renovables.
¿Qué fuente original de energía está, en última instancia, detrás de las olas del mar?
El hidrógeno no es propiamente una fuente de energía, sino un vector: un transportista. Lo que importa no es el átomo, sino cómo se obtiene. Cuando se separa del agua usando electricidad renovable, se vuelve la pieza que faltaba para electrificar lo que la electricidad sola no alcanza.
El hidrógeno es el átomo más simple del universo: un protón con un electrón. Es también el elemento más abundante, pero rara vez se encuentra solo en la Tierra: casi todo el hidrógeno terrestre está combinado, formando agua o hidrocarburos. Para usarlo como combustible, primero hay que separarlo de algo. Y separarlo cuesta energía.
Lo que diferencia al "hidrógeno verde" del resto es esa última frase: cuesta energía. Si la energía utilizada para separarlo viene de fuentes renovables —solar, eólica, hidráulica— el hidrógeno producido es verde. Si proviene de quemar gas natural o carbón, deja de ser limpio y se vuelve gris o negro. El color no está en el átomo: está en la electricidad que lo produjo.
Cuando ese hidrógeno se vuelve a combinar con oxígeno, libera la energía que se usó para separarlo, y el único subproducto es agua. Por eso es un vector tan elegante: la energía solar de un panel se convierte en moléculas que se pueden almacenar en un tanque y, meses después, regenerar electricidad o quemarse limpiamente.
Como el átomo de hidrógeno es químicamente idéntico independientemente de cómo se haya obtenido, la industria ha desarrollado un código de colores —puramente convencional— para identificar el proceso de producción. El color no se refiere al hidrógeno en sí, sino a su origen.
Hidrógeno verde. Producido por electrólisis del agua usando electricidad de origen 100% renovable. Es la única forma de hidrógeno que se considera plenamente compatible con la descarbonización: las emisiones de CO₂ del proceso son prácticamente cero. Es el más caro hoy, pero el que decide el sentido último de toda la cadena.
Hidrógeno azul. Producido a partir de gas natural mediante reformado con vapor, pero capturando y almacenando el CO₂ resultante (CCS). Es una solución transitoria: limpia, sí, pero depende de un combustible fósil y de la eficacia real de la captura de carbono, que todavía es discutida.
Hidrógeno gris y negro. El gris se produce a partir de gas natural sin captura de CO₂; el negro o marrón a partir de carbón. Hoy representan la mayoría del hidrógeno industrial del mundo y emiten grandes cantidades de gases de efecto invernadero. No son una solución climática.
Hidrógeno rosa, amarillo, blanco… El rosa se produce por electrólisis con electricidad nuclear; el amarillo por electrólisis con mezcla de la red eléctrica; el blanco es hidrógeno natural, presente en algunas formaciones geológicas. Son matices: el verde sigue siendo el referente para una transición renovable.
El corazón del hidrógeno verde es el electrolizador: un dispositivo que aplica corriente eléctrica al agua para descomponerla. La idea es elemental, conocida desde hace dos siglos. La ingeniería está en hacerlo eficiente, durable y barato.
Existen tres familias principales de electrolizadores: alcalinos (más maduros y baratos), de membrana de intercambio de protones o PEM (más compactos y dinámicos, ideales para emparejar con renovables variables) y de óxido sólido o SOEC (los más eficientes, todavía en fase comercial temprana). La elección depende de la aplicación, la escala y la naturaleza de la electricidad disponible.
Para producir un kilo de hidrógeno con un electrolizador típico se necesitan alrededor de 50 kilovatios-hora de electricidad. Calcula cuántos kilos podrías generar con tu propia central renovable y cuánta energía recuperarías al usarlos.
Ajusta la electricidad renovable disponible y la eficiencia del electrolizador.
El hidrógeno verde no es la solución universal: para casi todos los usos en los que ya tenemos electrificación directa —coches eléctricos, calefacción con bomba de calor, iluminación— enchufar es más eficiente que pasar por hidrógeno. Pero hay sectores difíciles de electrificar —siderurgia, industria química, aviación de larga distancia, transporte marítimo, almacenamiento estacional de energía— donde el hidrógeno es la mejor pieza disponible.
¿Por qué se dice que el hidrógeno verde es un vector energético y no una fuente?