A medida que el cambio climático altera el planeta, está provocando cambios masivos en nuestros océanos. Debido a que estas aguas absorben el exceso de calor y energía de nuestra atmósfera, el océano ha absorbido el 90 % del calor generado por las emisiones de gases de efecto invernadero. Todo ese calor está provocando olas de calor marinas, el derretimiento del hielo marino y el aumento del nivel del mar, lo que plantea grandes riesgos para la vida silvestre marina, los ecosistemas y las comunidades costeras.

Pero una forma de energía renovable podría aprovechar el poder del océano para ayudar a combatir el cambio climático y proteger las aguas vulnerables del planeta. La energía marina, la energía generada a partir de las olas del océano, así como de las corrientes y mareas oceánicas y fluviales, podría ser una parte valiosa de la cartera de energía renovable libre de carbono del mundo. Sin embargo, las tecnologías de energía marina aún se encuentran en las primeras etapas de desarrollo, en parte porque hay pocos datos para guiar su progreso hacia el éxito comercial.

Es por eso que los investigadores del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) están desarrollando herramientas de recopilación de datos para ayudar a acelerar el desarrollo de estas tecnologías prometedoras.

"Las tecnologías de energía marina podrían ser de gran ayuda en la lucha contra el cambio climático", dijo Casey Nichols, investigador de energía hidráulica del NREL. "Cuanto más rápido podamos poner en funcionamiento las tecnologías de energía marina, más rápido podrían ayudarnos a impulsar la economía azul, energizar comunidades aisladas y llevarnos a una red de energía renovable".

Nichols, junto con su colega investigador de energía hidráulica Andrew Simms y un equipo más amplio de NREL, crea herramientas que recopilan datos de alta calidad para los desarrolladores de energía marina. Llamados Adquisición Modular de Datos Oceánicos (o MODAQ), estos sistemas de recopilación de datos pueden proporcionar información sobre una amplia variedad de prototipos de energía marina, incluida su producción de energía potencial y características de rendimiento (como, por ejemplo, cómo se mueven y responden a las olas del océano).

Con MODAQ, los usuarios pueden evaluar la promesa de sus prototipos desde la mesa de laboratorio hasta el mar abierto para perfeccionar rápidamente sus diseños.

"Para tener una implementación exitosa", dijo Nichols, "necesita recopilar los datos correctos de la manera correcta. Si no lo hace, puede perder una tonelada de dinero y una tonelada de tiempo. Realmente podría obstaculizar su proyecto. Desarrollamos MODAQ para usar equipos de medición de la más alta calidad mientras seguimos los estándares de la industria para garantizar que los datos recopilados sean precisos".

MODAQ consta de tres productos distintos:MODAQ Field, MODAQ Cloud y MODAQ Web. Juntas, estas herramientas ofrecen todo, desde la adquisición de datos en el campo y el control remoto de dispositivos destinados al océano hasta el almacenamiento y procesamiento de datos. Los usuarios pueden acceder a un resumen de datos limpio y fácil de entender casi tan rápido como se recopilan los datos. Y, debido a que MODAQ cumple con los estándares de energía marina, los desarrolladores pueden usar la herramienta para realizar pruebas acreditadas (verificaciones de terceros del rendimiento de un dispositivo) que pueden ayudar a aumentar la confianza de los inversores y clientes en la tecnología.

"MODAQ es como bloques de Lego para la adquisición de datos", dijo Simms, quien, junto con su compañero técnico Mark Murphy, construyó el hardware de MODAQ (lo que él llama sus "cerebros"). Simms y el equipo de NREL MODAQ pueden adaptar cada bloque de Lego para satisfacer las necesidades específicas de cada prototipo.

Estos MODAQ personalizados también tienen una gran demanda, razón por la cual Nichols se encontró recientemente en una playa en Hawái, posiblemente uno de los mejores lugares para recopilar datos de energía marina. Las olas del estado transportan el equivalente a 25 veces sus necesidades energéticas. Aprovechar solo una parte de esa energía limpia podría ayudar a compensar los altos costos de envío de petróleo crudo a las islas.

Y un equipo de investigación de la Universidad de Hawái pretende hacer precisamente eso. Con su MODAQ personalizado, los investigadores están refinando una versión a pequeña escala de su prototipo de energía de las olas, el Convertidor de energía de olas de Hawái (HAWSEC, por sus siglas en inglés), que algún día podría alimentar a las comunidades costeras de Hawái. El MODAQ del equipo les permitió recopilar datos confiables en el banco de laboratorio, en pruebas de tanques de olas en la Universidad Estatal de Oregón y en una prueba de campo en aguas abiertas en el muelle de investigación Makai de Hawái. "Básicamente construimos un sistema de hardware para tres implementaciones de dispositivos, algo que nunca antes habíamos hecho", dijo Simms.

"Pasamos mucho tiempo haciendo que MODAQ sea seguro y confiable para usar en el área del tanque de olas y en la playa", agregó Nichols. "Los ambientes de agua salada son duros con muchos materiales, por lo que diseñamos el sistema para sobrevivir a todo eso".

Hasta ahora, los datos MODAQ del equipo de Hawái han coincidido estrechamente con los modelos generados con el Simulador convertidor de energía de las olas de NREL (también conocido como WEC-Sim), una señal de que los modelos teóricos de WEC-Sim proporcionan resultados realistas. "La simulación y los datos experimentales estaban muy cerca, lo cual fue emocionante de ver", dijo Nichols. Eso también es emocionante para el equipo de HAWSEC, que puede confiar con confianza en todos esos datos de sonido para construir un prototipo más grande para sus próximas pruebas de tanques de ola.

Para el equipo de HAWSEC y otros desarrolladores de energía marina, los sistemas MODAQ brindan datos precisos, confiables y estandarizados para evaluar el rendimiento de sus dispositivos para que puedan evitar construir sus propios sistemas de recopilación de datos desde cero (a menudo con un gran costo). Debido a que el equipo de MODAQ mejora continuamente su sistema, los desarrolladores pueden comenzar con una base sólida y simplemente agregar componentes para evaluar las características únicas de su dispositivo.

"Los desarrolladores de tecnología de energía marina básicamente están tratando de hacer algo completamente nuevo en uno de los entornos más duros de la tierra", dijo Simms. "Los datos son una de las mejores herramientas que tenemos para mejorar la confiabilidad y reducir el costo de las implementaciones de la industria de la energía marina".

En los próximos dos años, Nichols, Simms y el resto del equipo MODAQ de NREL están desarrollando MODAQ 2.0, una versión del sistema aún más accesible y rentable. Pero por ahora, Nichols está emocionado de ver que más desarrolladores usan MODAQ 1.0 durante las implementaciones de dispositivos.

"Hay tantos usos para esta tecnología", dijo Nichols, "y estoy muy emocionado de ver a dónde irá". + Explora más

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