Científicos encuentran una fuente inagotable de energía para las profundidades oceánicas

La humanidad está explorando activamente el espacio, pero incluso la Tierra sigue siendo en gran parte desconocida para nosotros. Por ejemplo, alrededor del 80% del fondo del océano mundial aún no se ha cartografiado. La exploración del fondo oceánico se dificulta principalmente por la falta de energía solar necesaria para alimentar los objetos artificiales. La única forma disponible de alimentar robots y sensores a grandes profundidades es mediante baterías.

Sin embargo, las baterías son de corta duración y prácticamente no se pueden recargar en el fondo del océano. Esto hace que la investigación submarina no solo sea extremadamente costosa, sino también perjudicial para el medioambiente, ya que la mayoría de los robots y sensores permanecen en el fondo después de que sus baterías se agotan. Se estima que actualmente hay alrededor de 4,000 robots-sensores en las aguas del océano mundial, de los cuales aproximadamente 1,000 fallan cada año debido al agotamiento de las baterías.

Sin embargo, la NASA ha encontrado una posible solución a este problema : baterías que pueden alimentarse del entorno de manera infinita y sin intervención humana. Estas baterías están basadas en materiales con cambio de fase, que generan energía cinética al pasar de un estado a otro.

Prácticamente, todas las sustancias en la Tierra, excepto el agua y algunos metales, se expanden al fundirse y se contraen al congelarse. Estas propiedades ya están siendo utilizadas por la NASA para mejorar la estabilidad térmica de las naves espaciales. Un ejemplo del uso de materiales con cambio de fase es el motor de vapor, donde la expansión del agua en vapor impulsa un motor.

La idea de utilizar la expansión volumétrica para generar electricidad llevó al científico de la NASA Yi Chao y a sus colegas del Laboratorio de Propulsión a Chorro a desarrollar una tecnología capaz de revolucionar la investigación submarina. Chao participó en la misión NASA Aquarius, cuyo objetivo era estudiar la salinidad de los océanos mediante sensores. La misión fue exitosa, pero las limitaciones de las baterías de los sensores inspiraron a Chao a buscar nuevas soluciones.

Para su desarrollo, eligió una sustancia de la familia de la parafina, que se funde a 10 grados Celsius, lo que se encuentra entre las temperaturas de las profundidades del océano (4.4°C) y la superficie (21°C). Los sensores y robots submarinos se elevan regularmente a la superficie para transmitir datos y luego regresan, pasando a través de diversas capas de temperatura del océano. Estos cambios de temperatura afectan a la parafina, haciendo que se derrita y se expanda, generando una pequeña cantidad de energía cinética.

Este concepto fue exitosamente probado por Chao y su equipo en 2011, cuando crearon un prototipo de flotador y planeador submarino que funcionaba con esta tecnología. La idea recibió apoyo y la tecnología fue licenciada. Para su producción, se creó la empresa Seatrec.

Actualmente, Seatrec vende esta fuente inagotable de energía en forma del módulo SL1, que ya está siendo utilizado por laboratorios, universidades, gobiernos y la Marina de los Estados Unidos. En el futuro, la empresa planea producir un sistema para alimentar planeadores submarinos y una estación de energía que utilice material con cambio de fase líquido-gas para generar una cantidad significativamente mayor de energía, lo que puede servir como fuente de alimentación para grandes robots.

La Marina de los Estados Unidos está financiando la instalación de una estación de energía en el Ártico para demostrar la posibilidad de generación de energía aprovechando la diferencia de temperatura entre el agua y el aire. Como señaló Chao, «donde haya una diferencia de temperatura, se puede convertir en electricidad», lo que abre enormes perspectivas. El tiempo dirá si podemos aprovechar completamente esta idea.