El sueño de Nikola Tesla de transmitir electricidad a través del aire, sin un solo cable de por medio, llevaba más de un siglo esperando su momento. El inventor de origen serbio dedicó buena parte de su carrera a intentar transmitir potencia eléctrica a cualquier distancia terrestre y sin pérdidas. Esta obsesión se plasmó en la Torre Wardenclyffe, un ambicioso proyecto de electricidad inalámbrica que nunca llegó a completarse.
Pero aquella intuición no murió con el genio: sobrevivió en miniatura, escondida en la base de carga en la que hoy dejamos el móvil cada noche, y ha ido creciendo poco a poco, primero hasta alcanzar automóviles y autobuses, y ahora hasta el lugar donde Tesla nunca imaginó que haría falta la electricidad sin cables: en pleno océano, a decenas de kilómetros de cualquier enchufe.
La inclusión de motores eléctricos en distintos tipos de buques, desde pequeñas embarcaciones de recreo hasta ferris y buques de servicio (SOV, por sus siglas en inglés), ha llevado a distintas empresas y equipos de investigación a profundizar en distintas tecnologías que persiguen un mismo objetivo, la carga inalámbrica inductiva que ya permite recargar las baterías de distintos tipos de buques tanto en puerto como, según muestran los primeros prototipos, en alta mar.
El proyecto de la compañía finlandesa Wärtsilä, desarrollado en 2017 en colaboración con el operador Norled a bordo del ferri MF Folgefonn en Noruega, supuso la primera demostración comercial a gran escala de carga inductiva en el sector marítimo.
Para ello utilizó grandes placas magnéticas integradas tanto en el casco de la embarcación como en la estructura del puerto, permitiendo la transferencia de energía a través de una distancia de hasta 50 centímetros sin necesidad de contacto físico.
Al combinarse con un sistema de amarre automático, el proceso de carga comienza en menos de un minuto desde el atraque y es capaz de superar un megavatio de potencia con una alta eficiencia. Esta tecnología pionera demostró la viabilidad de eliminar por completo los cables eléctricos en el entorno marino, lo que puede contribuir a resolverlos problemas históricos de desgaste mecánico y corrosión por salitre.
Sin embargo, siempre se puede ir un paso más allá, forzando los límites de lo posible. Es lo que buscan los responsables del proyecto Ocean Charger, liderado por el astillero noruego Vard y SINTEF, una de las organizaciones de investigación científica independientes más importantes de Europa.
Lo que proponen, y ya han demostrado con prototipos a escala, es la posibilidad de recargar en medio del mar las baterías de los buques de servicio que se encargan del mantenimiento de los parques eólicos marinos. Estas embarcaciones, que ejercen de hoteles flotantes, talleres y centros logísticos avanzados en mitad del océano, se encargan de garantizar el correcto funcionamiento de los aerogeneradores marinos sin necesidad de regresar constantemente a tierra firme.
Para conseguir que estos barcos puedan cargar sus baterías con energía renovable, sin necesidad de volver a puerto, los responsables de Ocean Charger han tenido que superar numerosos obstáculos. “El movimiento y el desgaste dificultan la recarga en el mar cuando se utiliza una conexión clásica con enchufe”, afirma Håvard Vollset Lien, vicepresidente de Investigación e Innovación en Vard. “El desgaste mecánico, la corrosión y el exigente mantenimiento aumentan el riesgo y los costes”.
“Hemos estudiado muchas soluciones al respecto”, afirma Giuseppe Guidi, investigador científico sénior de SINTEF. “Y hemos probado una posible solución que funciona casi como un contacto eléctrico normal. Pero podemos evitar todos los problemas porque transferimos la energía de forma inductiva, encapsulando el propio conector en materiales capaces de resistir prácticamente cualquier cosa”.
A este problema químico se suma el movimiento del mar. Como las olas, el viento y las mareas hacen que el barco se mueva constantemente, es casi imposible mantenerlo totalmente quieto junto al muelle. Ese balanceo estira y golpea los cables de plástico y metal, lo que puede doblar los enchufes, aflojar las piezas o cortar la luz a mitad de la carga, un peligro potencial que han querido atajar los ingenieros de Vard y SINTEF con su propuesta de carga inalámbrica.
La clave son las bobinas de recarga inductiva instaladas tanto en el barco como en la base de carga y debidamente impermeabilizadas, no tan distintas a la diseñada originalmente por Tesla. Esta pieza permite transferir corriente sin contacto físico a través de un campo magnético a una distancia considerable. El resultado “es casi como colocar una taza en un portavasos”, señala Guidi, principal responsable de un sistema plug and play que permite no ser tan preciso a la hora de introducir el conector en la ranura del receptor.
Detrás de esta innovación para poder transmitir de forma segura corrientes tan descomunales en altamar, los técnicos de Vard y SINTF han diseñado desde cero un cableado especial de alta resistencia y piezas electromagnéticas ‘blindadas’ contra el desgaste físico y la corrosión extrema del agua salada del mar. Además, han desarrollado un software capaz de monitorizar el flujo de electricidad en tiempo real para minimizar la pérdida de energía.
La genialidad de recargar en el mar de esta forma radica en que la energía eléctrica producida localmente se utiliza directamente para recargar los barcos, lo que garantiza que se desperdicie muy poca energía.
Aunque el prototipo con el que se ha realizado la demostración y validación del Ocean Charger es pequeño (puede levantarse con una sola mano), la versión a escala real triplicará su tamaño y multiplicará por 50 su peso para transmitir hasta 5 MW en mitad del océano. Pese a eso, seguirá siendo una opción mucho más rentable y ecológica para alimentar los barcos encargados del mantenimiento de los parques eólicos marinos.
“La genialidad de recargar en el mar de esta forma radica en que la energía eléctrica producida localmente se utiliza directamente para recargar los barcos, lo que garantiza que se desperdicie muy poca energía”, asegura Vollset Lien.
El equipo noruego ha pensado en todo, también en los momentos en los que no sople el viento y los aerogeneradores no produzcan energía suficiente para recargar los buques. Para esos casos, desde Vard proponen la utilización de las subestaciones marinas (OSS), que hasta ahora servían para recoger la electricidad de los gigantescos molinos y mandarla a tierra.
Gracias a la carga inalámbrica inductiva, estas subestaciones están a punto de convertirse en las electrolineras flotantes del futuro. Al aprovechar su ubicación en el corazón de los parques eólicos, los buques de mantenimiento pueden recargar sus baterías directamente de la fuente original en mitad del Atlántico o del Mar del Norte, eliminando la necesidad de realizar largos y costosos trayectos de vuelta a la costa solo para repostar.
La combinación de una OSS con la tecnología inalámbrica resuelve los grandes desafíos logísticos y de seguridad que plantea el entorno marítimo.
La combinación de una OSS con la tecnología inalámbrica resuelve, además, los grandes desafíos logísticos y de seguridad que plantea el entorno marítimo. Al integrar los sistemas de transmisión electromagnética en la propia subestación o en boyas conectadas a ella, el proceso de recarga se gestiona de forma totalmente automatizada mediante software, sin que la tripulación tenga que manipular pesados conectores de alta tensión en cubiertas resbaladizas y bajo un fuerte oleaje.
Además, estas subestaciones pueden incorporar sus propios sistemas de almacenamiento intermedio para acumular energía, contribuyendo a mantener un suministro eléctrico constante y sin cables para los barcos de servicio incluso en los días en que el viento ha dejado de soplar.
Con proyectos como Ocean Charger avanzando hacia su fase comercial, el reto ya no es demostrar que la tecnología funciona, sino incorporarla como un estándar en los barcos eléctricos. Si se consigue, repostar en alta mar dejará de ser una hazaña de ingeniería para convertirse en un trámite tan sencillo como dejar el móvil sobre una base de carga inalámbrica.
Fuentes:
Ismael Marinero es periodista licenciado por la UCM con más de dos décadas de experiencia en cultura y tecnología. Ha colaborado con EL MUNDO, Guía Repsol, Diario Médico, SoFilm, entre otras publicaciones.
Desde su etapa como redactor en Omicrono, la sección de tecnología de EL ESPAÑOL, escribe sobre robótica, energía, movilidad sostenible y avances científicos con la misma curiosidad con la que antes diseccionaba discos, libros y películas.