Ideas renovables: aire comprimido

La industria del cine nos ha demostrado como un viejo guión puede transformarse en el último gran taquillazo de Hollywood. En esta entrada vamos a descubrir como una vieja idea, el aire comprimido, apunta a ser una solución brillante para la gestión de las energías renovables.

Esta entrada pertenece a la parte de IngEnergía del blog, dónde estará a tú disposición permanentemente.

El uso del aire comprimido y su capacidad para transmitir energía en forma de presión tiene siglos de historia. Su aprovechamiento a gran escala se remonta a la revolución industrial con la introducción de la neumática en la maquinaría de fábricas y centros de producción.

Poco después, en el siglo XIX, se desarrollan grandes redes de distribución de aire comprimido en ciudades como Paris, Birmingham, Dresden o Buenos Aires. Los sistemas evolucionan con rapidez alcanzando un tamaño más que considerable en los últimos compases del siglo: con hasta 2.2 MW de energía fluyendo por la red de París hacia el corazón de la industria y las pequeñas empresas.

Habría que esperar casi un siglo para que se desarrollase el concepto de producción eléctrica a través de almacenar aire comprimido. La idea es, como todas las grandes, sencilla: almacenar aire comprimido cuando “sobra” energía y extraerlo para producir energía cuando es necesaria. Después de años de investigación y desarrollo de la tecnología necesaria, en 1978 vio la luz la primera planta de generación eléctrica a partir del almacenamiento de aire comprimido, en Alemania.

De forma más técnica, la idea es la siguiente: aprovechando los valles de demanda eléctrica, desviamos la producción sobrante, a muy bajo coste en esas horas, a nuestra central de compresión de aire y lo introducimos en una caverna subterránea especialmente construida para este propósito. Cuando la caverna alcanza su capacidad máxima o la demanda vuelve a crecer, cambiamos el sentido del flujo: extraemos el aire comprimido y lo utilizamos para producir energía eléctrica.

Cuando profundizamos en los procesos que componen este ciclo, normalmente diario, encontramos varias dificultades técnicas que nos alejan del rendimiento ideal y nos plantean retos a los ingenieros. Entre ellos, el más importante, es la termodinámica del ciclo: al comprimir el gas, éste se calienta, mientras que al expandirlo, se enfría considerablemente. Además hay que tener presente que para extraer trabajo de la expansión es necesario aportarle calor.

Hay varias soluciones a estas dificultades técnicas que componen los diferentes caminos de investigación abiertos en la actualidad. Se plantean sales y otros sólidos para extraer el calor al aire en la compresión y devolvérselo en la expansión, o el empleo de gas natural en la expansión, distintos métodos de compresión y expansión, incluso el empleo de metales líquidos en intercambiadores de calor.

Sin embargo, algunos de estos caminos rompen el carácter sostenible y renovable de este método de almacenamiento energético (como el uso de gas natural, que aún así, resulta ser menor de un tercio del necesario en una central de ciclo combinado). Por ello, se investiga en el empleo de mecanismos de almacenamiento térmico (como las soluciones salinas de las centrales de concentración solar o la reutilización de residuos de la construcción) para evitar el uso de combustibles fósiles en el ciclo de expansión.

El objetivo final de estas investigaciones es la implementación de un sistema de almacenamiento de energía en aire comprimido (Compressed Air Energy Storage) en combinación con parques eólicos para incrementar la eficiencia de estas instalaciones aprovechando su producción nocturna.

En la actualidad, debido a la legislación energética vigente, la producción eólica nocturna (que es mayor que la diurna, al existir más viento a esas horas) se tira debido a la caída de demanda y la entrada prioritaria de otras fuentes de energía que la cubren. Para evitar este derroche que disminuye drásticamente el rendimiento económico de estas instalaciones, el almacenamiento energético surge como única alternativa real, siendo el CAES uno de los más serios pretendientes para materializar esa alternativa.

Aún queda mucho que investigar, muchas horas de trabajo y muchos demanding challenges que afrontar como ingenieros, en busca de un futuro más limpio. No obstante, lo que hoy te he presentado como una idea brillante, ya “es”, ya hay centrales a escala real de servicio en funcionamiento. Si te interesa el tema puedes ampliarlo: aquí, aquí e incluso empresas como General Compression.

El futuro pasa por un mejor aprovechamiento de nuestros recursos, del viento y del aire y del subsuelo, el gran olvidado de nuestra época. El futuro pasa por que nosotros seamos capaces de transformarlo en presente y trabajemos por materializar soluciones sostenibles como ésta. Parece un futuro lejano y sin embargo, proviene de viejas ideas. A veces es necesario mirar detrás de ti para avanzar.

3 comentarios en “Ideas renovables: aire comprimido

  1. Pingback: Bitacoras.com
  2. Que buen artículo, y es verdad, en la práctica siempre hay factores que disminuyen el rendimiento de una tecnología o recurso que hace que no sea tan viable su uso o redituable económicante.

    • Hola José, muchas gracias por tu amable comentario. Es realmente un tema muy interesante. Hace poco descubría una variante que consiste en comprimir el aire en depósitos externos mediante el bombeo de agua en su interior (lo que gasta mucho menos energía que la compresión del aire). Algunas empresas como http://www.lightsail.com/ ya trabajan sobre el concepto.

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