Cómo funciona la energía osmótica y por qué podría operar las 24 horas del día, los 7 días de la semana

La energía que se esconde donde los ríos se encuentran con el mar

Cada segundo de cada día, los ríos de todo el mundo vierten agua dulce en el océano. Esa mezcla libera enormes cantidades de energía, aproximadamente equivalentes a una cascada de 200 metros por cada metro cúbico de agua dulce que se encuentra con el agua salada. La energía osmótica, a menudo llamada energía azul, tiene como objetivo capturar esa energía y convertirla en electricidad limpia.

A diferencia de los paneles solares o las turbinas eólicas, la energía osmótica no depende del clima ni de la hora del día. Mientras los ríos fluyan hacia los océanos, lo que siempre hacen, la fuente de energía nunca se detiene. Los científicos estiman que el potencial global de la energía del gradiente salino podría alcanzar los 2,6 teravatios, suficiente para cubrir una parte significativa de la demanda mundial de electricidad.

Cómo funciona realmente

La energía osmótica explota un principio básico de la química: cuando dos soluciones de diferentes concentraciones de sal están separadas por una membrana, la naturaleza intenta igualarlas. Los iones y las moléculas de agua se mueven a través de la barrera, y ese movimiento se puede convertir en electricidad.

Dos tecnologías principales compiten para aprovechar este efecto:

• Ósmosis Retardada por Presión (PRO) utiliza una membrana semipermeable que deja pasar el agua pero bloquea la sal. El agua dulce empuja naturalmente hacia el lado más salado, creando una presión hidráulica que impulsa una turbina, muy parecida a un generador hidroeléctrico convencional.
• Electrodiálisis Inversa (RED) adopta un enfoque diferente. Apila membranas alternas, una selectiva para los iones de sodio, otra para los iones de cloruro, creando un potencial electroquímico. A medida que los iones migran a través de la pila, generan una corriente eléctrica directa sin partes móviles.

Ambos métodos producen cero emisiones de carbono durante el funcionamiento y no requieren combustible más allá del agua misma.

Una breve historia de la energía azul

El concepto se remonta a la década de 1950, cuando el investigador Sidney Loeb exploró por primera vez la generación de electricidad a través de la ósmosis. El trabajo de ingeniería serio comenzó en la década de 1990 cuando los científicos noruegos Torleif Holt y Thor Thorsen se asociaron con Statkraft, la empresa energética estatal de Noruega, para construir un prototipo funcional.

En 2009, Statkraft abrió la primera planta de energía osmótica del mundo en Hurum, Noruega. El piloto demostró que la tecnología funcionaba, pero la producción era demasiado baja, aproximadamente suficiente para alimentar una máquina de café. Statkraft archivó el proyecto en 2013, citando un rendimiento insuficiente de la membrana y altos costos.

La antorcha pasó a Francia. Sweetch Energy, una startup surgida de la investigación en la École Normale Supérieure de París, desarrolló un nuevo enfoque llamado Difusión Osmótica Iónica Nano (INOD). A finales de 2024, la empresa lanzó su planta piloto, OsmoRhône, en la desembocadura del río Ródano en la costa mediterránea. Sweetch recaudó 25 millones de euros para escalar la tecnología, afirmando que podría hacer que la energía osmótica fuera comercialmente viable por primera vez.

El problema de la membrana

El desafío central siempre ha sido la membrana. Para generar energía significativa, las membranas deben permitir que los iones pasen de forma rápida, selectiva y económica, a escala industrial. Las membranas tradicionales tienen dificultades en los tres frentes.

Un avance publicado en Nature Energy por investigadores de EPFL en Suiza mostró una nueva dirección prometedora. El equipo recubrió poros a nanoescala con moléculas de lípidos, los mismos compuestos grasos que forman las membranas celulares en los organismos vivos. Esto creó una superficie ultradeslizante que redujo la fricción para los iones que pasaban, aumentando la producción de energía de dos a tres veces con respecto a los diseños convencionales.

Para alcanzar la paridad económica con la eólica marina, los investigadores estiman que la densidad de potencia de la membrana debe superar los 8,4 vatios por metro cuadrado, o los costos del equipo deben caer por debajo de los 97 dólares por metro cuadrado. Los prototipos actuales se están acercando a esos objetivos, pero aún no los han alcanzado de manera consistente.

Por qué es importante

La energía azul llena un vacío que otras energías renovables no pueden. La solar y la eólica son intermitentes: necesitan baterías o generación de respaldo para las noches y los días de calma. La energía osmótica funciona continuamente, proporcionando generación de carga base comparable a los combustibles fósiles o las plantas nucleares, pero con cero emisiones y sin residuos.

El recurso también es vasto y está geográficamente extendido. Cada delta de río, cada estuario y cada descarga de aguas residuales costeras es un sitio de energía potencial. Los países con grandes sistemas fluviales (Brasil, China, India, Estados Unidos) podrían aprovechar enormes reservas de energía del gradiente salino.

La energía azul a escala comercial sigue estando a años de distancia. La durabilidad de la membrana, la bioincrustación de microorganismos y el alto costo de la ampliación son obstáculos reales. Pero con una inversión renovada, el avance de la nanotecnología y la creciente urgencia en torno a la energía de carga base limpia, la energía osmótica puede estar finalmente acercándose a su momento.