Ya funciona la primera “Batería de Arena” del mundo, capaz de proveer energía por meses

Está dicho: no hay futuro sostenible si no se dejan de quemar combustibles fósiles y se comienzan a usar fuentes alternativas de energía.

La energía solar y la eólica picaron en punta y son fuente de esperanza pero también de dolores de cabeza: el viento es inconstante y no hay sol las 24 horas ni los 365 días del año. Mucho de la generación se produce cuando no se necesita.
Para solucionar este inconveniente se ha considerado variantes de todo tipo, pero básicamente, lo que se impone hoy es usar baterías, principalmente basadas en litio.

Todo parece indicar que no existe litio suficiente para abastecer la demanda mundial más allá de unos 60 años, por lo que, aunque esto resulte un período de “transición” razonable, estará bien considerar nuevas alternativas para almacenar energía.

Aunque el hidrógeno verde luzca promisorio, aunque se puedan hacer funcionar motores con él y sea relativamente fácil de almacenar en los meses de excedentes también es cierto que los costos de inversión requeridos son tan altos que no parece hoy una alternativa viable a corto plazo, salvo para aquellos casos en que se requieren motores de mucha potencia, como aviones y grandes embarcaciones. Todas soluciones que involucran tecnología compleja y multidimensional.

Así las cosas, florecen en el mundo ideas alternativas, algunas francamente creativas como la noción de almacenar calor en la arena.
Arena simple y común, ni siquiera algún tipo especial, como las diferentes arenas utilizadas en la construcción. Arena como fuente económica, eficiente, renovable y sostenible de calor.

Un proyecto para regiones oscuras

Polar Night Energy (Energía de la Noche Polar podría ser la traducción) es un proyecto surgido de tres jóvenes en Finlandia.

Según cuentan ellos mismos en una entrevista que les realizó el equipo de Now You Know (Ahora Tú Sabes), un canal de YouTube de tecnología educativa, comenzaron a pensar en cómo hacer una casa que fuese autosuficiente en energía mientras desarrollaban sus estudios en Ingeniería. 

El desafío sería enorme en cualquier país, pero más en Finlandia: en Helsinki este año ha habido 50 horas de sol total, y en Jyväskylä (unos 270km al norte de la capital de Finlandia) ha tenido 18 horas de sol durante todo el invierno.
Como referencia, el día más corto de este año, en Córdoba hubo 10 horas y seis minutos de sol.

Así fue que comenzaron a desarrollar ideas hasta que llegaron a la arena, que es capaz de acumular calor sin los problemas del agua (que genera presión a medida que se calienta) y lo puede transmitir fácilmente.
La cuestión es que, en un recipiente aislado convenientemente, la arena puede calentarse hasta 600 °C y almacenar ese calor durante … ¡meses!

De esta forma, los sitios del planeta que tienen mucho sol en verano y muy poco en invierno (digamos, Tierra del Fuego en un extremo y Groenlandia en el otro) pueden usar esa energía limpia (la solar) para generar calor que grandes recipientes de arena almacenan.
El invento se complementó con la perspectiva de usar también electricidad eólica para calentar los megatanques de arena.

Igual que en los sistemas de almacenamiento de energía convencionales, cuando se genera un exceso de energía a través de las fuentes renovables, se dirige hacia la batería de arena. En lugar de tratar de mover electrones de un electrodo a otro o impulsar bombas para enviar agua a un depósito más alto, una batería de arena usa la electricidad (como en una estufa de cuarzo) para aumentar la temperatura del aire, que luego se transfiere a la arena a través de un intercambiador de calor.  El sistema es muy seguro: la arena no puede provocar derrames tóxicos y se funde bien por encima de los 1000 °C.

¿Qué se puede hacer con arena caliente?

Una vez que la arena está caliente, el calor sirve para calentar agua, con un sistema que debe estar distribuido en los lugares en que se necesitará el calor: de esta forma, el calor del verano se usa para calentar en invierno una casa o un calefón, o en cualquier momento del año cualquier tipo de caldera.

En la práctica, también tiene usos industriales y, en las ciudades que ya disponen de un sistema centralizado de distribución de calor (no son muchas, pero algunas, como Nueva York o Londres, son emblemáticas) basta hacer un gran reservorio de arena, con la única incorporación de tecnología que está disponible en todo el mundo: bombas y cañerías más un software para administrar el sistema.

Torres o subterráneos

La primera 'batería de arena' a escala comercial del mundo ya está funcionando: una pequeña planta de energía en la ciudad de Kankaanpää  en el oeste de Finlandia construyó utilizando la tecnología de Polar Night Energy la primera batería de arena a escala comercial. 

Dentro de un enorme silo gris hay unas 100 toneladas de arena, de la que se utiliza en la construcción, con un sistema que permite utilizar energía solar para calentar la arena del silo. De esta forma, la energía se acumula sin necesidad de utilizar litio u otro tipo de baterías complejas. 
La batería de arena alimenta ya el sistema de calefacción central del distrito. 

El sistema es muy eficiente mientras lo que se requiera sea transferir calor acumulado. En todo caso, la limitación del sistema es que su eficiencia es muy baja si lo que se pretende es volver a transformar ese calor en electricidad y por eso, el sistema solo prevé entregar calor acumulado. Por fuera de su aplicación en hogares, la batería sería extremadamente útil para muchas industrias.

Lo cierto es que no necesariamente deberían ser torres: el sistema también puede ponerse lisa y llanamente (o no tan llanamente) en pozos. O usarse para rellenar pozos existentes, como canales abandonados, con lo cual se elimina el problema del impacto paisajístico. En el video referido, los inventores asumen que incluso pudieran rellenarse minas abandonadas, siempre que el recipiente sea cilíndrico, que es la forma más eficiente para empaquetar la arena y transferir el calor.

Son los primeros pasos, pero los finlandeses confían en que el método será un gran éxito en los próximos años.