Electricidad en el océano

Én la Bahía de Matanzas, de 1930, un científico francés demostró por primera vez las potencialidades del océano para generar electricidad

Por
Francisco Antonio Ramos García y Ángel Gabriel Carrazana Duardo

 

El 6 de octubre de 1930 constituye un día memorable para la ciencia mundial por un hecho ocurrido en Cuba. Ese día, ante las autoridades de la ciudad y provincia de Matanzas, una delegación de la Academia de La Habana, junto a una nutrida concurrencia de miembros de la Sociedad Cubana de Ingenieros, socios de la Sociedad Geográfica de Cuba, periodistas locales y el corresponsal en Cuba de L’Ilustration, el científico francés George Claude (1870-1960) realizó el experimento que probaba la posibilidad de obtener «energía eléctrica del océano».

 

El camino hacia el triunfo no había sido fácil. El primero en fijarse en las enormes reservas de energía térmica del océano producida por el calentamiento solar en la superficie y argumentar teóricamente la posibilidad de aprovecharla fue el científico francés J. A. D’Arsonval (1851-1940), en 1881. George Claude, su discípulo, llevó la idea a la práctica con algunas variantes. El sistema para obtener la energía estaba basado en la diferencia de temperatura entre las capas superficiales del océano y las profundas, que en algunas regiones alcanza entre 20 y 25 oC, a 1 000 m. D’Arsonval proponía el ciclo termodinámico cerrado, en el cual el agua de la superficie, con una temperatura entre 26 y 30 oC, se emplea para la evaporación de un líquido de bajo punto de ebullición (por ejemplo, el amoníaco) y los vapores de este ponen en funcionamiento un turbogenerador. Las aguas de las capas más profundas, con una temperatura entre 4 y 7 oC, se utilizan para el enfriamiento en el condensador, el amoníaco se licua otra vez y pasa nuevamente al calentador; el proceso se repite.

En 1926 Claude diseñó un sistema de ciclo abierto donde el agua superficial constituye la sustancia de trabajo, la cual se evapora a baja presión a una temperatura inferior a
los 27 oC. El vapor formado pasa al turbogenerador, obligándolo a girar y producir electricidad; después el vapor llega al refrigerador, donde con la ayuda del agua fría bombeada de la profundidad se transforma en agua dulce.

En 1929 llegó George Claude a Cuba precedido de una sólida reputación científica en varios campos, como inventor de los procesos para licuar el aire y otros gases, la síntesis del amoníaco y la utilización del neón en la iluminación. Adquirió un yate nombrado «Jamaica», desde donde realizó un bojeo a la Isla para sondear y medir las corrientes en diferentes puntos. Posteriormente pasó a la fase ejecutiva del proyecto, cuyo principal escollo lo constituía la instalación de un largo tubo para extraer el agua de las profundidades; el sitio seleccionado fue la bahía de Matanzas.

Los primeros dos tubos se perdieron al tratar de situarlos en el lugar, el último de estos el 25 de junio de 1930. Un nuevo intento se ejecuta el 7 de septiembre del mismo año y resultó satisfactorio. Todo estaba listo y casi un mes después se realizó el experimento, como reseñó Juan Manuel Planas en 1931: «…el señor George Claude, sabio francés bien conocido, miembro del Instituto de Francia, probó definitivamente, con sorprendente éxito, su planta elevada en la orilla occidental de la bahía de Matanzas, dedicada exclusivamente a originar fuerza motriz por medio del vapor obtenido haciendo hervir agua de la superficie del mar en un vacío casi perfecto, sirviendo de medio de condensación del agua extraída del fondo por medio de un bombeo especial.

Ese día la temperatura era de 27 oC en la superficie y de 16 oC en el fondo, o sea,
a una profundidad de cerca de 700 m.
El resultado obtenido fue encender
30 bombillos eléctricos incandescentes
de 500 W cada uno, es decir, 15 kW, sin contar con una pequeña parte de la energía captada que era necesario para
el bombeo del agua del fondo».

La energía eléctrica obtenida en total fue de 22 kW, y según el pronóstico debió alcanzar los 40 kW, de los cuales se emplearían alrededor de 13 para el bombeo del agua fría.

La diferencia entre lo esperado y lo obtenido radicó en que por causas desconocidas el día del experimento la temperatura del agua en el fondo aumentó en el doble, ya que en los sondeos preliminares efectuados con anterioridad esta se había mantenido cerca
de los 8 oC.

El costo de la realización del experimento se elevó a más de un millón de pesos, lo cual fue utilizado para demeritar el resultado obtenido por algunos que no entendían el gran gasto para solo obtener 15 kW útiles, producto de la incomprensión del hecho en su sentido real: un experimento para demostrar una teoría y no una instalación con fines industriales.

 


Buque con tubo, en el que George Claude realizó sus experimentos. 1. Bloque de anclas 2. Tubería
de conducción de agua fría 3. Boya ligeramente sumergida para mantener la tubería 4. Punto de acoplamiento de los tubos 5. Central eléctrica 6. Salida de agua usada 7. Punto de toma de agua templada 8. Filtro de agua templada 9. Equipo
para preparar el hielo

El dinero se empleó no solo en la planta, sino en la compra del yate, los dos tubos perdidos, el pago al equipo de científicos que colaboró con Claude, la instalación de una línea trifásica y otra telefónica desde la planta hasta Matanzas, entre otros gastos.

Otra objeción que se le hizo fue la de utilizar un motor auxiliar para el bombeo de agua fría, movido por la corriente trifásica de la compañía que alumbraba la ciudad de Matanzas.
El motor no había sido una improvisación de última hora, sino que estaba previsto desde el principio, pues el tubo que se utilizó era hecho de un diámetro muy superior al necesario para realizar estudios sobre el rozamiento, velocidad, calentamiento y viscosidad del agua. La cantidad bombeada fue diez veces superior a la necesaria.

Las academias de ciencias de París y La Habana sancionaron el experimento matancero en la categoría de «hecho probado», y en la noche del 9 de octubre en la sede de la Academia capitalina fue felicitado el científico por su éxito.

La fase industrial del proyecto se pensaba realizar en la entonces provincia de Oriente, por Santiago de Cuba o Guantánamo, en las estribaciones de la Sierra Maestra, donde la temperatura según los estudios realizados permanecía a 5 oC y las corrientes marinas eran casi nulas. La planta tendría una potencia de 25 000 kW, destinada a beneficiar la minería de la zona y la instalación de una fábrica de papel bagazo. El proyecto quedó enterrado cuando el descubrimiento de nuevos campos petrolíferos eliminó la escasez de petróleo en el mercado mundial.


Mini-OTEC en las costas de Hawaii.

La instalación matancera se dice funcionó por dos semanas, hasta que fue destruida por un ciclón. Claude aún continuó sus experimentos en otros puntos del Océano Atlántico, como el litoral de Abidjan en Costa de Marfil y en las aguas ribereñas de Brasil; y en uno de ellos para eliminar la instalación del tubo lo fijó directamente al buque donde estaba la planta. Según Nikolai Vershinski «ni una sola vez consiguió obtener del océano más energía que la consumida, por la necesidad de una fuente complementaria auxiliar, debido en parte por la pequeña potencia de la planta».

En la actualidad los sistemas basados en la diferencia de temperatura del océano reciben el nombre de OTEC (Ocean Thermal Energy Conversion) en sus versiones de ciclo abierto, ciclo cerrado y el también llamado ciclo híbrido.

Desde 1981 funciona en Hawai una denominada OTEC 1 con una potencia de 1 MW y están en fase de estudio y proyecto numerosas instalaciones de este tipo que deben comenzar a funcionar en el año 2010.

El científico Enrico Turrini apunta en su libro El camino del Sol que «una instalación OTEC de 1 MW para la producción de electricidad podría como subprestación alimentar un sistema de aire acondicionado para un hotel de aproximadamente 300 habitaciones con costos de 25 % en relación con los convencionales accionados por energía eléctrica».
Los investigadores estiman que esta técnica puede suministrar electricidad, aire acondicionado y agua dulce no contaminada y rica en nutrientes a futuras ciudades flotantes.

El experimento de Matanzas, a pesar de todas las imperfecciones que se le puedan señalar (lógico, al ser el primero), dejó el camino abierto a una nueva fuente de energía completamente limpia e inagotable, de mucha perspectiva para un futuro donde el precio
de la electricidad no solo será fijado atendiendo a factores económicos, sino teniendo en cuenta principalmente su impacto medioambiental.