Energía
Energía Undimotriz – Aprovechando el Mar Indómito
Aproximadamente el 70% de la superficie de la Tierra está cubierta por océanos, lo que ofrece una vasta fuente de energía renovable. Su potencial es masivo, tanto que la energía undimotriz sola se estima que podría superar la demanda actual de electricidad global si se aprovecha al máximo.
Sin embargo, es una fuente de energía renovable en gran parte inexplorada, ya que capturar eficientemente la energía de las olas del océano ha frustrado a los ingenieros durante mucho tiempo.
Para resolver este problema, una nueva investigación de la Universidad de Osaka se ha vuelto hacia un método novedoso: un convertidor de energía undimotriz giroscópico (GWEC) que utiliza un volante de inercia giratorio dentro de una estructura flotante para convertir el movimiento de las olas en electricidad.
El análisis de la investigación revela que, en principio, este dispositivo puede absorber hasta la mitad de la energía de las olas entrantes a cualquier frecuencia de las olas, lo que ofrece una forma de aprovechar la enorme energía oceánica inexplorada.
Resumen:
- Investigación sobre GWEC sugiere que el ajuste giroscópico puede alcanzar teóricamente una absorción de energía undimotriz del 50% en frecuencias de banda ancha.
- Realidad comercial todavía depende de la supervivencia, el mantenimiento offshore y las pérdidas de eficiencia en el mundo real más allá de los modelos lineales.
- Ángulo de inversión: considere emparejar un proxy de infraestructura de renovables con un nombre de lista de vigilancia de energía undimotriz.
Mezcla de electricidad global: Renovables en aumento, combustibles fósiles todavía lideran
Con el cambio climático causando estragos en todo el mundo, es imperativo que nos alejemos de los combustibles fósiles, fuentes de energía no renovables que se forman durante millones de años y causan problemas ambientales significativos.
Una de las formas más efectivas de reducir la dependencia de estos combustibles fósiles es a través de fuentes de energía renovable, que incluyen energía solar, eólica, hidroeléctrica, geotérmica y biomasa.
Estas fuentes que se renuevan naturalmente reducen las emisiones de gases de efecto invernadero, aumentan la seguridad energética de una nación y reducen la vulnerabilidad a las interrupciones geopolíticas. Gracias a estos beneficios, las fuentes de energía renovable ahora representan una participación creciente en la producción de electricidad global. En 2024, proporcionaron un récord del 32% de la generación de electricidad global, un aumento del 2% con respecto al año anterior, ya que la demanda total de electricidad creció un 4%, impulsada por los centros de datos.
“Los países están pensando en su seguridad y seguridad energética más que nunca antes, y creo que eso significa que la energía renovable como la eólica y la solar se vuelve más y más atractiva.”
– El analista de electricidad y datos de Energy think tank Ember, Euan Graham, le dijo a Reuters el año pasado
Aunque la industria de las renovables entregó una generación adicional de 858 TWh al sistema en 2024, los combustibles fósiles, incluyendo carbón, petróleo y gas natural, todavía abastecen la mayoría de las necesidades energéticas del mundo. El carbón es actualmente la mayor fuente de generación de energía, representando el 34% de la producción de electricidad global, mientras que las centrales eléctricas de gas representan el 22%.
Sin embargo, según las proyecciones de la Agencia Internacional de Energía (IEA), la capacidad de energía renovable aumentará en casi 4.600 GW entre 2025 y 2030.
Entre todas las fuentes de energía renovable, la energía solar es la que crece más rápidamente a medida que disminuyen los costos y se acelera la adopción a nivel global. La capacidad eólica también está creciendo rápidamente, mientras que la hidroeléctrica sigue siendo la mayor contribuyente renovable de larga data. En cuanto a la bioenergía, ha comenzado a ganar tracción, y la geotérmica está ganando socios corporativos. El futuro de la energía parece cada vez más verde.
Aprovechando el potencial inexplorado del océano
En el paisaje de la energía renovable, la energía oceánica ofrece un vasto potencial de recursos globales. Implica aprovechar el poder de fuentes marinas, incluyendo olas, mareas, conversión de energía térmica oceánica (OTEC) y corrientes marinas. La energía de las mareas aprovecha las corrientes de las mareas predecibles, la OTEC utiliza gradientes de temperatura en agua oceánica profunda, y las corrientes marinas capturan energía de flujos oceánicos a gran escala.
La forma más investigada de energía marina es la energía undimotriz, que convierte la energía cinética de las olas en electricidad. Las olas son abundantes, poderosas y continuas. También son menos intermitentes que el viento o la energía solar. Esta alta predecibilidad significa que el movimiento de la superficie de las olas se puede aprovechar las 24 horas del día, los 7 días de la semana, lo que la hace extremadamente beneficiosa para mejorar la planificación y estabilidad de la red.
Esta fuente de energía de cero emisiones ha visto un despliegue comercial limitado, muy por debajo de las renovables maduras como la solar. Actualmente representa la menor participación del mercado de energía renovable. En 2024, el mundo agregó 1,6 megavatios (MW) de capacidad de energía oceánica, lo que elevó la capacidad operativa total a aproximadamente 513 MW.
Esta adopción lenta se debe a varios factores, incluyendo altos costos de capital, restricciones específicas del sitio y barreras tecnológicas como la integración de la red. Las habilidades de la fuerza laboral y la incertidumbre regulatoria también obstaculizan el progreso en todo el sector. Además, el mantenimiento de dispositivos en condiciones oceánicas duras sigue siendo un desafío importante junto con la eficiencia de conversión de energía.
Como resultado, los investigadores en la academia y la industria siguen trabajando para mejorar estos sistemas, haciéndolos más duraderos y mejor equipados para abordar la irregularidad de las olas. Uno de estos sistemas que ha atraído interés es el convertidor de energía undimotriz (WEC), un dispositivo que convierte la energía cinética de las olas en electricidad.
Varios innovadores están trabajando en avanzar esta tecnología. Por ejemplo, la empresa sueca CorPower Ocean se asoció con la empresa noruega OPS Solutions a través del proyecto COMPACT para reducir el costo y la masa de los WEC al desarrollar un prototipo de cilindro de pretensado (PTC). Con el respaldo del programa “Blue Growth” de los fondos EEA, el proyecto está desarrollando un alojamiento de presión ligero para abordar el costo de capital y la robustez del dispositivo.
Al mismo tiempo, los desarrolladores han logrado ganancias de rendimiento medibles. La empresa noruega Havkraft informó una tasa de conversión de energía del 80% en su última prueba de laboratorio de un modelo de WEC a escala, un aumento del 15% con respecto a las pruebas anteriores. Este paso les permite identificar riesgos, garantizar la calidad y comprender el rendimiento, lo que les ayudará a escalar hacia la comercialización.
“Los resultados muestran que nuestra investigación está dando resultados, y estamos un paso más cerca de una solución comercial.”
– Gerente de operaciones Nikolai Haldane
Mientras tanto, en Escocia, AWS Ocean Energy ha estado avanzando su “Archimedes Waveswing”, un flotador de subsuelo activado por presión diseñado para convertir el movimiento de las olas debajo de la superficie. El dispositivo registró un promedio de potencia de más de 10 kW y alcanzó un pico de más de 80 kW durante condiciones de olas moderadas, un 20% más que las expectativas de la empresa.
La unidad sumergida de siete metros de altura está diseñada para soportar entornos offshore hostiles, incluyendo vendavales de fuerza 10. Su diseño de absorción única también lo hace adecuado para aplicaciones de energía remota donde la resistencia es esencial.
Más allá del rendimiento tecnológico, la integración del sistema en general está ganando atención. La investigación de viabilidad reciente sugiere1 que desplegar WEC no tiene que ser a expensas de actividades costeras como el turismo o la pesca. De hecho, las instalaciones diseñadas correctamente pueden proporcionar protección costera.
“Es posible proteger la costa de las acciones del entorno marítimo y producir electricidad limpia al mismo tiempo, lo que apoya la transición y la autosuficiencia energética de Portugal.”
– Paulo Rosa Santos, copresidente de CIIMAR
Estos avances reflejan un sector que pasa de prototipos experimentales a soluciones prácticas.
Desbloqueando la absorción de energía máxima con giroscopios
Los dispositivos de energía undimotriz (WEC) tienen como objetivo convertir el movimiento continuo de las olas en electricidad utilizable de manera eficiente. Impulsados por iniciativas de innovación nacionales, avances tecnológicos y la integración con la infraestructura local, el mercado global de convertidores de energía undimotriz se proyecta que crezca de $21,6 millones en 2025 a $38,2 millones en 2034, a una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 6,5%.
Los WEC aún no están completamente comercializados debido a desafíos técnicos, económicos y regulatorios, por lo que no existe una solución óptima única. Se han propuesto muchos tipos diferentes, incluyendo absorbentes puntuales, columnas de agua oscilantes (OCW), dispositivos de sobrecarga, atenuadores y sistemas giroscópicos.
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| Tipo de WEC | Cómo funciona | Mejor ajuste | Restricción clave | Por qué GWEC es diferente |
|---|---|---|---|---|
| Absorbente puntual | El flotador se mueve con las olas; el PTO convierte el movimiento | Matrices de aguas profundas | Eficiencia de banda estrecha; supervivencia | Apunta a una absorción alta en todas las frecuencias |
| OCW | El flujo de aire impulsado por las olas hace girar una turbina | Estructuras costeras | Pérdidas de la turbina; restricciones del sitio | Mantiene el PTO protegido dentro del casco |
| Atenuador | El cuerpo se flexiona a lo largo de la dirección de la ola | Oladas offshore | Fatiga mecánica; amarres | Confía en la precesión en lugar de las articulaciones de flexión |
| Giroscópico (GWEC) | Volante de inercia giratorio + cardán; induce precesión | Ajuste de estado de mar amplio | Complejidad de control; pérdidas en el mundo real | La teoría sugiere 1/2 absorción en todas las frecuencias |
Un convertidor de energía undimotriz giroscópico utiliza un giroscopio en su sistema de toma de potencia (GPTO) para extraer energía del movimiento de las olas. El GPTO consiste en un generador eléctrico y un volante de inercia montado en un marco de cardán. Notablemente, el GPTO está encerrado dentro de un cuerpo flotante; a medida que las olas se mueven, la estructura se mueve con ellas. Este movimiento se convierte en energía eléctrica mediante el volante de inercia giratorio. Debido a que opera como un giroscopio, el comportamiento del volante de inercia se puede ajustar para aprovechar la energía en una amplia gama de frecuencias de las olas, a diferencia de otros WEC limitados a una banda estrecha.
El sistema aprovecha la precesión giroscópica, inducida por la rotación del volante de inercia y el movimiento de guiñada de la estructura flotante. La precesión giroscópica ocurre cuando un objeto giratorio reacciona a una fuerza externa. Cuando las olas hacen que la plataforma se mueva, el volante de inercia giratorio cambia de orientación, y este movimiento conectado a un generador produce electricidad. Al estar alojado dentro de un casco, el dispositivo se protege del agua salada, lo que ofrece beneficios de mantenimiento y seguridad.
Los convertidores giroscópicos representan esfuerzos para superar las limitaciones de los WEC tradicionales, que a menudo son eficientes solo bajo condiciones específicas. Takahito Iida, un investigador de la Universidad de Osaka, se volvió hacia los GWEC por su adaptabilidad. En su estudio, publicado en el Journal of Fluid Mechanics2, Iida evaluó si este diseño puede respaldar la generación a gran escala.
“Los dispositivos de energía undimotriz a menudo luchan porque las condiciones oceánicas están cambiando constantemente”, dijo Iida. “Sin embargo, un sistema giroscópico se puede controlar de una manera que mantiene una alta absorción de energía, incluso cuando las frecuencias de las olas varían”.
Para comprender cómo se comporta el sistema, utilizó la teoría de las olas lineales para modelar la interacción entre las olas del océano, el giroscopio y la estructura. El análisis ayudó al equipo a descubrir ajustes ideales para la velocidad de rotación y los controles del generador. Cuando se ajusta correctamente, el GWEC puede alcanzar el límite teórico de eficiencia de absorción de energía del 50% en cualquier frecuencia de las olas.
“Este límite de eficiencia es una restricción fundamental en la teoría de la energía undimotriz”, señaló Iida. “Lo que es emocionante es que ahora sabemos que se puede alcanzar en frecuencias de banda ancha, no solo en una condición de resonancia única”.
El equipo verificó los hallazgos a través de simulaciones numéricas en dominios de tiempo y frecuencia. Estos resultados validaron que el dispositivo mantiene una alta eficiencia cerca de su frecuencia de resonancia, funcionando mejor cuando el movimiento coincide con el patrón natural de las olas. Esta aclaración sobre los parámetros de funcionamiento demuestra la capacidad para desarrollar sistemas de energía undimotriz eficientes que ayuden a abordar los objetivos climáticos.
Invertir en energía renovable
Desde una perspectiva de inversión, pocas empresas cotizadas se dedican exclusivamente a la energía undimotriz. Todavía es un segmento emergente con altos costos de infraestructura y despliegues de proyectos limitados. Las acciones de energía undimotriz pura han tenido en general un desempeño deficiente, ya que la tecnología sigue en las primeras etapas de demostrar economía a escala comercial.
En su lugar, nos centraremos en una empresa con un fuerte portafolio de renovables posicionada para beneficiarse del crecimiento de la energía marina con el tiempo. NextEra Energy, Inc. (NEE ) es un líder en renovables en EE. UU. con una amplia experiencia en energía eólica offshore y integración de la red.
La empresa opera a través de NextEra Energy Resources (NEER) y Florida Power & Light (FPL). FPL es una empresa de servicios públicos de electricidad regulada que cuenta con 35.052 megavatios de capacidad neta, lo que la convierte en la mayor empresa de servicios públicos de electricidad en EE. UU. por cantidad de clientes (12 millones). Este negocio regulado genera ingresos y flujo de caja constantes, lo que apoya el crecimiento de los dividendos.
NEER opera instalaciones de generación y invierte en energía limpia, como combustibles renovables, gasoductos de gas natural y almacenamiento de baterías. NextEra Energy Resources es el mayor generador de energía renovable del mundo y sigue expandiendo su cartera de proyectos. Su fuerte crecimiento de ganancias y acuerdos tecnológicos estratégicos respaldan el crecimiento futuro, aunque sigue siendo vulnerable a políticas anti-renovables bajo la administración Trump.
Actualmente, las acciones de NextEra se negocian a $90,79, cerca de los máximos históricos, con un aumento del 13,63% desde el comienzo del año y del 32% en el último año. La empresa tiene un EPS (TTM) de 3,30 y un P/E (TTM) de 27,63.
(NEE )
NextEra paga un rendimiento de dividendos del 2,73%. Recientemente, la empresa declaró un dividendo trimestral de $0,6232 por acción, un aumento del 10% con respecto al año anterior. NextEra informó $1.133 mil millones en ganancias ajustadas para el cuarto trimestre de 2025 y $7.683 mil millones para el año completo. NEER informó que puso en línea 7,2 GW de nueva generación y agregó 13,5 GW a su cartera de proyectos, lo que elevó el total a 30 GW. Esto incluye un plan para reiniciar la planta de energía nuclear de Duane Arnold con Google.
“Creemos que no hay empresa mejor posicionada para construir la infraestructura de energía necesaria para satisfacer de manera confiable y asequible la creciente demanda de energía de Estados Unidos”, dijo el CEO John Ketchum. La empresa espera que el EPS ajustado crezca a una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 8%+ hasta 2032. También está expandiendo las soluciones de suministro de gas natural a través de adquisiciones estratégicas.
NextEra espera que el EPS ajustado de 2026 esté en el rango de $3,92 a $4,02, con dividendos que crecen un 6% anual hasta 2028.
Puntos clave para los inversores
- NextEra es el mayor servicio público de electricidad en EE. UU. y el mayor generador de energía renovable del mundo, combinando estabilidad regulada con una expansión agresiva de energía limpia.
- Las acciones se negocian cerca de los máximos históricos, con un aumento del 32% en el último año y un rendimiento de dividendos del 2,73%.
- Una cartera de proyectos de 30 GW respalda la orientación de la gestión de un crecimiento del EPS compuesto del 8%+ hasta 2035.
- La experiencia en energía eólica offshore y la integración de la red de NextEra la convierten en un proxy para el crecimiento de la energía marina a medida que el sector madura.
- El centro de riesgo se centra en la exposición a las políticas; el enfoque renovable pesado crea vulnerabilidad a posibles medidas anti-limpia.
Conclusión
A medida que la demanda de energía global aumenta, impulsada por el clima extremo y los centros de datos de inteligencia artificial, el crecimiento de las renovables se vuelve más crucial para mitigar las emisiones. Si bien la energía solar y eólica dominan la adopción, la energía undimotriz tiene el potencial de acelerar la transición hacia una energía más limpia al ofrecer un recurso predecible y de alta densidad.
La investigación sobre tecnologías como la energía undimotriz giroscópica puede ayudar a superar las barreras técnicas que limitan este sector. Junto con políticas de apoyo y inversiones estratégicas, estos avances pueden ayudar a desbloquear una capacidad significativa.
Referencias
- Clemente, D., et al. Evaluación de la producción de electricidad y la protección costera de una granja de olas de 500 MW en la costa. Energía aplicada 379, 124950 (2025). https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2024.1249502
- Iida, T. Análisis lineal de un convertidor de energía undimotriz giroscópico que absorbe la mitad de la energía de las olas en frecuencias de banda ancha. Journal of Fluid Mechanics 1029, A20 (2026). https://doi.org/10.1017/jfm.2026.11172
