Aprovechar el movimiento del agua es una de las formas más antiguas en que los humanos han generado energía. Hoy, la energía hidroeléctrica representa aproximadamente el 20 por ciento de la electricidad mundial, una cifra que se ha mantenido igual desde la década de 1990.
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Pero incluso cuando no se trata de una presa, el agua es clave para producir la mayor parte de la electricidad del mundo. En las centrales eléctricas de gas, carbón, nuclear y muchos otros tipos, el combustible se utiliza para convertir el agua en vapor, y los generadores convierten la energía del vapor en electricidad. En honor a la Semana Mundial del Agua de este año, estas son algunas de las formas inesperadas en que el agua juega un papel vital en la producción de energía moderna, y algunos de los usos sorprendentes del agua en las posibles fuentes de energía del futuro:
Poder de la lluvia
Puede que no haya mucha energía en una gota de lluvia que cae, de lo contrario seguramente dolería. Pero los científicos franceses han descubierto una forma de aprovechar lo que está disponible. Un equipo de la Comisión Francesa de Energía Atómica construyó un dispositivo utilizando un plástico especial que convierte la energía vibratoria de una gota de lluvia que la golpea en electricidad. Tal invención no podría producir mucha energía: un aguacero generó hasta 12 milivatios, o lo suficiente como para alimentar un par de punteros láser estándar. Pero el sistema tendría una ventaja sobre la energía solar, ya que funcionaría en la oscuridad y, por supuesto, en una tormenta.
Combustible de hidrógeno
Con un dispositivo llamado pila de combustible, el hidrógeno puede convertirse en electricidad. Pero a pesar de que el elemento es abundante, obtener hidrógeno puro solo ha sido un desafío durante mucho tiempo. Hoy, casi todo el suministro mundial proviene de combustibles fósiles, principalmente gas natural. Sin embargo, los investigadores han estado trabajando en formas de separar el hidrógeno del agua sin usar más energía de la que puede producir la celda de combustible. Algunos proyectos, por ejemplo, están explorando bacterias y técnicas solares térmicas.
Combustible a reacción derivado del agua de mar
En un giro más extremo en el poder del hidrógeno, la Marina de los EE. UU. Anunció a principios de este año que habían desarrollado un método para convertir el agua de mar en combustible para aviones. El proceso comienza mediante el uso de electricidad para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno. Luego, el hidrógeno se combina con dióxido de carbono que se había disuelto en el agua para producir un hidrocarburo, también conocido como combustible para aviones. Pero cualquiera que busque en los océanos como una solución a todos nuestros problemas energéticos se sentirá decepcionado. El proceso requiere mucha energía y realmente solo es una opción si tienes un barco de propulsión nuclear a mano y necesitas aviones en el aire más que electricidad en la cubierta.
Híbrido Solar-Eólico
Construye una torre muy alta con un labio superior, luego sopla una fina niebla de agua sobre ese labio. La niebla absorbe calor del aire y se evapora. Eso da como resultado un aire fresco y denso que fluye hacia el fondo de la estructura, donde se desvía a través de enormes turbinas eólicas que producen electricidad. Este método, patentado en 1975, funciona mejor en lugares cálidos y áridos y requiere mucha agua. Finalmente obtendrá su primera prueba en 2018, con una torre más alta que el Empire State Building programado para construcción en Arizona.
Geotérmica
La energía geotérmica depende del calor del interior de la Tierra para producir energía. Pero no puede simplemente enchufar una tostadora en el bolsillo de magma más cercano. En algunos lugares, como Islandia y California, la actividad sísmica rompe las rocas, permitiendo que el agua circule cerca de los puntos críticos geológicos. Entonces, el vapor sube naturalmente a la superficie, donde puede conducir generadores. En los sitios donde las rocas calientes están más profundas debajo de la superficie, se puede bombear agua fría a través de los pozos para calentarla, y el agua caliente se puede extraer de otros pozos. Algunos edificios incluso usan bombas de calor geotérmicas, pero generalmente dependen del aire o un anticongelante, no agua, para mover la energía.
Biocombustibles
Los biocombustibles tradicionales, como la madera, no necesitan una aplicación adicional de agua antes de ser cosechados. Pero muchas de las nuevas fuentes de biocombustibles beben aún más agua de la que proporciona la naturaleza. Cultivos como el maíz y la caña de azúcar ahora se cultivan específicamente para crear etanol, y requieren riego. Según una estimación, hasta el 8 por ciento del agua dulce de los EE. UU. Puede destinarse a esa producción de biocombustibles para el año 2030.
Fracking
En la fracturación hidráulica, el agua se bombea bajo tierra para crear grietas que permiten el acceso al petróleo atrapado o al gas natural. Cada pozo puede requerir hasta 7 millones de galones de agua para liberar todo ese combustible fósil. En algunas áreas, como California y Texas, el desvío de agua para el fracking está agotando los suministros ya agotados. Tal tensión puede aumentar, según un nuevo informe del Instituto de Recursos Mundiales, que señala que el 40 por ciento de los países que tienen áreas adecuadas para el fracking ya tienen recursos hídricos limitados.
