Una central hidroeléctrica bajo el agua: científicos quieren lanzar enormes bolas de hormigón para transformar el lecho marino en una ‘batería’ renovable
Una tecnología propone extender las redes eléctricas desde tierra firme hacia las profundidades de los océanos.
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Un grupo de investigadores alemanes desarrolla una tecnología que busca trasladar la reserva de energía al fondo del océano. El proyecto, conocido como StEnSea (Stored Energy in the Sea), propone utilizar esferas huecas de hormigón instaladas a gran profundidad para aprovechar la presión del agua como una fuente de almacenamiento eléctrico. La iniciativa, impulsada por el Instituto Fraunhofer IEE desde 2012, apunta a ofrecer una alternativa sin ocupar espacio en tierra.
El sistema adapta el principio de las centrales hidroeléctricas por bombeo al entorno marino. Como señalan sus investigadores, “la propuesta usa en el mar el mismo concepto del almacenamiento hidroeléctrico por bombeo”, una tecnología ampliamente utilizada en tierra.
Las centrales hidroeléctricas marinas adaptan el almacenamiento por bombeo a las profundidades del océano como una alternativa innovadora. Foto: Fraunhofer
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¿Cómo funciona el método de StEnSea?
El mecanismo se basa en la presión del agua en grandes profundidades. Las esferas de hormigón, completamente selladas, se colocan entre 600 y 800 metros bajo la superficie. Cuando están vacías, funcionan como unidades cargadas. En ese estado, almacenan energía potencial.
Prueba de campo con una esfera de tres metros en el lago de Constanza. Foto: Fraunhofer
Al abrir una válvula, el mar entra con fuerza en el interior de la bola. Este flujo activa una bomba que opera como turbina, lo que permite generar electricidad y enviarla a la red. Tal como explica el Instituto Fraunhofer, “al abrir la válvula, el agua entra bajo presión, acciona la bomba-turbina y genera electricidad”.
El proceso inverso también resulta clave. Para recargar el sistema, se utiliza energía eléctrica para expulsar el agua del interior de la esfera. Así se restablece la capacidad de almacenamiento para un nuevo ciclo. En aplicaciones comerciales, cada unidad podría alcanzar 30 m de diámetro, un peso cercano a 20.000 toneladas y una capacidad de hasta 20 MWh, con una eficiencia estimada del 80%.
Pruebas en el lago Constanza
Antes de su salto al océano, el proyecto pasó por una fase experimental en el lago Constanza, ubicado entre Alemania, Suiza y Austria. Allí se instaló un prototipo de menor escala, con una esfera de 3 metros de diámetro a unos 100 m de profundidad.
Ejemplo de aplicación de StEnSea. Foto: Fraunhofer.
El mecanismo operó de forma automatizada durante el invierno de 2016 y 2017. Los investigadores evaluaron tanto el funcionamiento técnico como aspectos prácticos, entre ellos la instalación, el control remoto y la retirada de la estructura. Según los expertos, el ensayo permitió “verificar no solo el principio de funcionamiento, sino también las condiciones reales de operación”.
Las pruebas también incluyeron el análisis del impacto ambiental. La entrada de agua contó con sistemas de protección para reducir riesgos a la fauna, y las inspecciones subacuáticas detectaron un efecto limitado en el entorno durante el experimento.
Prototipo en California y siguiente fase del proyecto
La siguiente etapa contempla un prototipo en la costa de California, cerca de Long Beach, en Estados Unidos. Este modelo tendrá 10 metros de diámetro, un peso aproximado de 1.000 toneladas y operará a profundidades de entre 500 y 700 metros.
El Instituto Fraunhofer prevé que esta unidad entre en funcionamiento antes de finales de 2026. La fase, denominada StEnSea 2.0, busca evaluar el desempeño del mecanismo en condiciones marinas reales durante periodos prolongados.
El desarrollo incluye la participación de la empresa estadounidense Sperra, encargada de fabricar las esferas mediante impresión 3D de hormigón, y de Pleuger Industries, responsable del bombeo y control. Los investigadores analizarán factores como costes, transporte, instalación y mantenimiento, elementos decisivos para determinar su viabilidad a gran escala.
Aplicaciones de las energías renovables y la red eléctrica
El sistema se plantea como una herramienta para mejorar la gestión de la energía renovable. Su principal función consiste en almacenar electricidad en momentos de alta producción y liberarla cuando la demanda aumenta.
De acuerdo con Fraunhofer, esta tecnología puede utilizarse en distintos escenarios:
- Estabilización de la red eléctrica
- Reserva operativa
- Aprovechamiento de diferencias de precio en el mercado energético
- Integración con parques eólicos marinos
Además, el modelo permite la instalación de múltiples esferas conectadas entre sí, lo que facilitaría ampliar la capacidad de almacenamiento según las necesidades. El instituto estima un potencial técnico global de hasta 817 TWh, aunque aclara que se trata de una proyección y no de capacidad disponible inmediata.
