Si la observación espacial es una tarea ingente, la exploración del fondo marino también puede considerarse una obra titánica. Este entorno hostil es difícil de abordar tanto en términos militares como científicos. La tecnología aún trata de encontrar la forma de alcanzar las profundidades más extremas de los océanos, mientras que otros de sus grandes retos está en el uso de energía renovable para alargar las misiones lo máximo posible. 

Proyectos de investigación, militares y privados se afanan por desarrollar diferentes opciones con las que mantener los equipos largo tiempo en el agua para conocer la que se considera la última frontera sin explorar de este mundo. La clave está en recargar la batería durante la marcha con un sistema ligero que permita crear mapeadores y sumergibles que trabajen incansablemente como los satélites espaciales y su uso de paneles solares.

Con esta meta marcada, en el océano Índico cerca de las costas hawaianas un curioso dispositivo lleva desde principios de año perfilando el fondo marino tres veces al día sin descanso. Se trata del flotador robótico infinitiTE desarrollado por la empresa Seatrec que utiliza un sistema de generación energético renovable mediante los cambios de temperatura oceánicos. 

Basado en tecnología de la NASA esta solución ofrece una fuente de energía constante, permitiendo que el equipo funcione de forma indefinida y sin altos costes. Actualmente muchos de los sensores marinos dependen de baterías que, al agotarse, solo pueden abandonarse o recargarse desde un barco y algunos puntos pueden estar a semanas de distancia. "En mar abierto, ese barco cuesta alrededor de 50.000 dólares al día y quema toneladas de combustible diésel,", explica la NASA como parte de este proyecto.

De sólido a líquido

El flotador InfiniTE se impulsa con energía limpia y renovable utilizando los cambios térmicos del agua marina. La clave está en el cambio de estado de sólido a líquido del agua. Un concepto que se asemeja a la máquina de vapor al utilizar la expansión del agua para convertirla en vapor y hacer girar el motor. 

Existen muchas sustancias como el agua que se expanden a medida que se calientan, es decir, al cambiar del sólido a líquido o de líquido a gaseoso, se conocen como materiales de cambio de fase (PCM) y se utilizan para liberar o absorber energía en sistemas de calefacción o refrigeración de equipos.

La expansión del PCM genera una presión que puede capturarse para generar electricidad. Este fenómeno es el que aprovecha Seatrec en sus tecnologías de nueva generación. Por ejemplo, cuando el volumen del material cambia, impulsa un fluido presurizado a través de un motor, convirtiendo energía hidráulica en electricidad.

Al sumergirse en las frías aguas, el agua circundante se enfría y congela el material, el cual se expande, activando el motor. Al subir a la superficie, el material se vuelve a derretir con el ascenso de la temperatura, reiniciando el proceso en un círculo infinito.

El equipo eligió un material común a base de parafina para esta tecnología. El elemento seleccionado tiene un punto de fusión de 10 grados centígrados, mientras que la temperatura media del océano es de 4,44 grados. "Por ejemplo, un perfilador amarrado puede ser significativamente más grande que SL1 o SLG y proporcionar un aumento de 10 veces o incluso 100 veces la producción de energía para alimentar sensores y cargar vehículos submarinos autónomos (AUV) impulsados por hélice", asegura la empresa.

Hasta 2.000 metros

Yi Chao, fundador y director ejecutivo de Seatrec, desarrolló la idea durante los 15 años que trabajó en el Laboratorio de propulsión a Chorro (JPL) de la NASA. Aunque similar a la máquina de vapor, Yi Chao se inspiró en una tecnología más moderna, la espacial. Para calibrar el instrumento Aquarius de la NASA que cartografía los océanos desde la órbita terrestre, el equipo de JPL distribuyó flotadores robóticos, un experimento que bebe de una larga historia de innovaciones y que despertó el interés de este científico. 

Tras diversas pruebas, Chao obtuvo la licencia exclusiva del invento del Instituto de Tecnología de California, que gestiona el JPL y fundó en 2016 Seatrec. Desde entonces ha participado en otros proyectos como la mantarraya que los ingenieros de Northrop Grumman presentaron ante la NASA. Este dron marino incluye también un tipo de tecnología de captación de energía desarrollada por Seatrec para poder alargar su actividad bajo el agua.

Para poner a prueba su invento, en enero de 2024, se desplegó un flotador cerca de Kona Hawaii con la intención de comprender los procesos oceánicos que influyen en la intensidad de los huracanes. El dispositivo, según explica la empresa, realiza un perfil cada 6 horas a una profundidad de 1.000 metros. Por el momento, la web de la empresa registra 623 perfiles en los que se puede apreciar el recorrido realizado por este flotador en la costa hawaiana.

El sensor CTD puede realizar hasta 3 perfiles del fondo cada día, aunque la empresa ofrece a demanda un versión capaz de alcanzar los 2.000 metros de profundidad. Aún que llegar más lejos en el fondo marino no es el único objetivo que se ha marcado la empresa. 

En el futuro, la compañía espera desarrollar una central eléctrica que haría circular un material cambiando de líquido a gas en el océano, creando un orden de magnitud más de energía, para recargar más robots marinos. Para este proyecto, Seatrec cuenta con una subvención de la armada estadounidense con la que pretenden desplegar una central eléctrica en el hielo del Ártico, aprovechando la diferencia entre las temperaturas del agua y el aire mucho más frío sobre el hielo.