Sistemas desarrollados en Finlandia y Estados Unidos conservan excedentes solares y eólicos como calor, con aplicaciones potenciales en agroindustrias, comunidades rurales y procesos productivos
Redactor: Camila Herrera R.
Editor: Karem Díaz S.
Una tecnología basada en la capacidad de los materiales granulares para absorber y liberar calor está convirtiendo la arena y otros minerales triturados en sistemas de almacenamiento energético de gran escala. El principio, utilizado hace más de un siglo para mantener templados los vagones ferroviarios españoles, permite hoy conservar durante días los excedentes de electricidad solar y eólica y entregarlos posteriormente como energía térmica.
El desarrollo adquiere especial relevancia para industrias que necesitan calor de forma continua, entre ellas la alimentaria, química y de materiales. También abre posibilidades para agroindustrias, invernaderos, instalaciones de secado, cadenas de procesamiento y comunidades rurales que disponen de fuentes renovables variables, pero requieren energía fuera de las horas de mayor generación.
Una batería finlandesa almacena hasta 100 MWh de calor
La empresa finlandesa Polar Night Energy opera en Pornainen, cerca de Helsinki, un depósito térmico cilíndrico de 13 metros de altura y 15 metros de diámetro. La instalación posee una capacidad de almacenamiento de 100 megavatios hora y una potencia térmica de un megavatio.
Aunque se conoce como batería de arena, el sistema utiliza aproximadamente 2.000 toneladas de esteatita triturada, un subproducto procedente de la fabricación de estufas. Este material fue seleccionado por su capacidad para acumular calor y conducirlo, pero la tecnología puede funcionar con diferentes materiales granulares disponibles localmente.
Durante la carga, resistencias eléctricas aprovechan la electricidad renovable excedente o disponible a bajo precio para calentar aire dentro de un circuito cerrado. Ese aire circula por tuberías situadas en el depósito y transfiere la energía al material, que puede alcanzar temperaturas cercanas a los 600 °C, aunque normalmente opera por debajo de los 500 °C.
Cuando la red local necesita calefacción, el proceso se invierte y el calor almacenado eleva la temperatura del agua hasta aproximadamente 80 o 100 °C. Desde 2025, la instalación constituye la principal fuente de calefacción de Pornainen, mientras una antigua caldera de biomasa permanece disponible como respaldo.
La batería puede conservar energía continuamente durante un máximo de 100 horas. Según los responsables del proyecto, su capacidad permite atender alrededor de un mes de calefacción local durante el verano o aproximadamente una semana en pleno invierno. Su vida útil estimada es de 25 años si realiza un ciclo diario.
Almacenar calor evita pérdidas de conversión
Estas baterías no cumplen exactamente la misma función que los acumuladores electroquímicos. En lugar de guardar electricidad para devolverla directamente a la red, convierten la energía eléctrica en calor y la conservan hasta que existe una demanda térmica.
Este uso directo puede ser ventajoso en fábricas y plantas agroalimentarias, donde una parte importante del consumo corresponde a calentamiento, secado, pasteurización, lavado, evaporación o generación de vapor. Evitar la reconversión del calor en electricidad reduce pérdidas y simplifica la descarga cuando el proceso productivo necesita energía térmica.
La expansión de estas soluciones forma parte de una búsqueda más amplia de tecnologías capaces de resolver el desfase entre generación y consumo. Mundo Agropecuario BET ha informado sobre otro material que conserva energía solar durante varios días, una vía complementaria que almacena energía mediante cambios moleculares.
El aumento de la generación renovable también refuerza la necesidad de acumulación. Un análisis sobre el sector mostró que las energías renovables evitaron elevados costos asociados a combustibles fósiles durante 2025, aunque su integración productiva exige infraestructura capaz de gestionar la variabilidad del sol y del viento.
Un diseño modular busca facilitar la adopción industrial
En Estados Unidos, el Laboratorio Nacional de las Montañas Rocosas desarrolla ENDURING, un sistema de almacenamiento térmico que emplea arena común. La tecnología comenzó a investigarse en 2011 para plantas termosolares y evolucionó hacia un modelo bidireccional que puede cargarse mediante calor directo o electricidad económica procedente de la red.
El equipo dirigido por el investigador Zhiwen Ma diseñó unidades modulares prefabricadas de 10 MWh. El objetivo es integrar los componentes de carga y descarga en equipos que puedan transportarse e instalarse con menos obras específicas, una condición importante para extender la tecnología entre usuarios industriales.
Uno de los principales obstáculos es el manejo mecánico de arena sometida a temperaturas muy elevadas. El material requiere elevadores y equipos especiales que todavía no se fabrican de manera estandarizada. La producción en serie de esos componentes será necesaria para reducir costos y acelerar el despliegue comercial.
La financiación representa otra barrera para las empresas de menor tamaño. La experiencia de las pymes que intentan desarrollar proyectos de energías renovables muestra que una tecnología técnicamente viable también necesita crédito, contratos estables y modelos financieros adecuados para superar la inversión inicial.
Potencial para la agroindustria y las zonas rurales
El almacenamiento térmico granular puede resultar útil en instalaciones rurales donde coinciden generación solar, biomasa o energía eólica con una demanda previsible de calor. Entre las aplicaciones posibles figuran el secado de granos y frutas, la climatización de invernaderos, la calefacción de explotaciones pecuarias y el procesamiento térmico de alimentos.
Su conveniencia dependerá de la demanda energética de cada instalación, la temperatura requerida, el precio de la electricidad, el aislamiento del depósito y la disponibilidad de espacio. La tecnología no constituye una solución universal y necesita dimensionarse según el proceso que recibirá el calor.
Los sistemas también podrían integrarse con desarrollos solares de gran escala. Proyectos que combinan generación y acumulación, como los parques solares con baterías proyectados en Kansas, ilustran la creciente importancia de reservar energía para las horas en que la producción renovable disminuye y la demanda continúa.
El almacenamiento residencial exige una evaluación cuidadosa
Investigadores de la Universidad Tecnológica de Kaunas, en Lituania, simularon durante tres años un depósito subterráneo de arena de 300 metros cuadrados conectado a paneles solares para suministrar calefacción a una vivienda. El sistema cubrió toda la demanda desde el primer año, aunque inicialmente perdió el 35,2 % de la energía hacia el terreno frío.
Con el uso continuado, el suelo cercano absorbió parte del calor residual y comenzó a funcionar como una capa aislante. En el tercer año, la arena alcanzó una temperatura máxima superior en más de 3,7 °C y retuvo cerca de 800 kWh adicionales frente al comienzo del ensayo.
Los investigadores advierten, sin embargo, que el desempeño depende del volumen del depósito, el aislamiento, la humedad, las condiciones geológicas y el sistema de calefacción del edificio. El costo inicial, la superficie necesaria y las posibles deformaciones del terreno provocadas por sucesivos ciclos térmicos también deben evaluarse.
España podría aprovechar el calor renovable en la industria
Especialistas consultados por la Agencia SINC consideran que España reúne condiciones favorables para este tipo de almacenamiento debido a su alta penetración de energías renovables, su experiencia en energía termosolar y la demanda de calor industrial que todavía no ha sido electrificada.
A diferencia de los países nórdicos, donde las redes urbanas de calefacción están ampliamente extendidas, el principal espacio de adopción en España podría encontrarse en sistemas industriales flexibles conectados a fuentes solares y eólicas. Las plantas alimentarias y otras agroindustrias con consumos térmicos constantes figuran entre los usuarios que podrían beneficiarse si los proyectos demuestran viabilidad económica y operativa.
Polar Night Energy también desarrolla en Valkeakoski un proyecto piloto para recuperar electricidad a partir del calor acumulado. El sistema funcionará a temperaturas superiores y aspira a alcanzar una eficiencia eléctrica de entre el 30 % y el 35 %. Esta reconversión ofrece mayor flexibilidad, pero el aprovechamiento directo del calor continúa siendo la opción más eficiente cuando existe una demanda térmica cercana.
Fuente referencial:
Agencia SINC
