El dispositivo SURF-WEC, acrónimo de Small Underwater Research Flap Wave Energy Converter, pasó del laboratorio al océano por primera vez frente al Makai Research Pier, en la isla de Oahu, Hawái. El proyecto, llevado a cabo por National Laboratory of the Rockies en colaboración con University of Hawaii at Manoa, tiene como objetivo probar un pequeño dispositivo para convertir el movimiento de las olas en electricidad, además de poner a disposición abierta su diseño, sus datos y las lecciones extraídas.
Este paso se produce en un campo cuyos experimentos en aguas abiertas siguen siendo limitados en comparación con el volumen de investigaciones teóricas y modelizaciones realizadas durante las últimas décadas. Según los investigadores, la escasez de despliegues reales, junto con la falta de disponibilidad de los datos de algunos experimentos, dificulta comprender el rendimiento de los dispositivos de energía marina y complica la transición de los modelos a tecnologías susceptibles de desarrollo comercial.
¿Cómo funciona el dispositivo?
SURF-WEC consta de una aleta flotante instalada cerca de la costa, cuyo tamaño es aproximadamente el de una pantalla grande. La aleta se mueve de un lado a otro con el paso de las olas, como una puerta que gira sobre sus bisagras, y acciona así un sistema hidráulico cerrado que bombea un fluido y aumenta gradualmente su presión. Al alcanzar una presión determinada, esta se utiliza para hacer girar un motor conectado a un generador eléctrico.
La principal ventaja investigadora del dispositivo es la posibilidad de ajustar a distancia su respuesta a las olas. El equipo puede cambiar entre un modo pasivo, que no modifica su respuesta según las condiciones, y un modo activo, que se adapta a las olas cambiantes en tiempo real. Los modelos indican que la operación activa podría captar más energía, pero añade pérdidas derivadas del funcionamiento de los sensores, los sistemas de control y los propios mecanismos de ajuste.
De la modelización a la prueba marina
El proyecto requirió dos años de modelización, construcción, pruebas y validación en los laboratorios de National Laboratory of the Rockies. Los investigadores utilizaron herramientas como WEC-Sim para simular el movimiento de la aleta y las olas, y también probaron el sistema de conversión de energía hidráulica mediante un actuador eléctrico que simulaba el movimiento de las olas en un entorno controlado.
El laboratorio también desarrolló la plataforma MODAQ 2.0 para supervisar el rendimiento, controlar el dispositivo y recopilar datos. Tras probar los componentes en el laboratorio, el sistema fue aislado y reforzado para protegerlo de las condiciones del entorno marino; después se envió a Hawái para ensamblarlo, desplegarlo y conectarlo a la costa de la isla.
Antes del despliegue, el equipo se enfrentó a una fuerte tormenta Kona que se dirigía hacia Oahu, con vientos y olas que superaban lo previsto por los datos históricos. Por ello, los investigadores instalaron únicamente el bastidor y esperaron a que pasara la tormenta; después volvieron a ejecutar la simulación utilizando datos en tiempo real de boyas cercanas. Dos días más tarde, completaron el montaje del dispositivo y lo fijaron al fondo marino, tendiendo los cables hasta la plataforma MODAQ 2.0 en la costa.
¿Por qué es importante esta noticia?
El equipo confirmó que la electricidad llegaba al sistema después de su instalación, lo que demuestra el éxito de la transición inicial del diseño de laboratorio a la operación en el mar, aunque todavía no constituye una prueba de viabilidad comercial ni de producción continua a gran escala. SURF-WEC fue diseñado principalmente como una plataforma de investigación con pocas barreras para generar datos sobre los que puedan basarse investigadores e industria.
Más de cinco meses después de su despliegue, el equipo planea mantener el dispositivo en el agua durante un máximo de un año, proporcionando acceso directo a los datos y publicando un informe final disponible para el público. Los resultados ayudarán a comparar la operación activa y pasiva, evaluar las pérdidas asociadas al control y comprender el rendimiento del sistema energético en condiciones marinas reales. El tiempo que el dispositivo permanecerá en el agua y la cantidad de electricidad que podrá producir a largo plazo siguen siendo preguntas abiertas que determinará la prueba continua.
El proyecto está financiado por la Oficina de Energía Hidroeléctrica y de Energía Hidrocinética del Departamento de Energía de Estados Unidos, mientras que la colaboración entre el laboratorio y la universidad permitió combinar conocimientos especializados en modelización de olas, control, ingeniería hidráulica e instalación marina.