Uno de los problemas persistentes en la electrificación de todas las cosas es que la electricidad se presta mal a ser almacenada. Las baterías químicas vienen resolviendo ese problema, con las limitaciones conocidas por todos: energía almacenada por kilo de batería, deterioro progresivo en sucesivos ciclos de carga y descarga y gestión del calor residual, entre otras. Muchos científicos e ingenieros han cavilado largamente buscando alternativas, y una parece peculiarmente obvia. Si elevar una masa contra el campo gravitatorio terrestre requiere energía, dejarla caer después la libera. ¿Por qué no la dejamos caer de forma controlada y aprovechamos esa energía?

Así nace el concepto de batería de gravedad. Simple, ¿verdad? Una implementación muy sencilla requiere dos reservorios de agua a diferentes alturas, conectados por un tubo. Cuando la red eléctrica tiene energía sobrante, ponemos en marcha una bomba y elevamos el agua del reservorio inferior al superior. Cuando necesitamos la energía de vuelta, dejamos caer el agua, que pasa a través de una turbina con la que generamos electricidad de nuevo. Cada paso de conversión tiene pérdidas (técnicamente, rendimientos inferiores a la unidad), pero el conjunto completo tiene rendimientos típicos entre el 70 y el 80 por ciento.

Pero ¿qué ocurre si no disponemos de reservorios de agua? Generalmente, estos reservorios pueden ser construidos allí donde hay ya embalses y generación hidroeléctrica. Obviamente, no son demasiados los lugares en el mundo donde esto es posible. Las cada vez más prolongadas sequías que vienen con el cambio climático hacen, además, que cuencas hidrográficas enteras tengan sus embalses prácticamente vacíos. Así no es posible usar estas centrales hidroeléctricas reversibles.

Aquí entran en juego las baterías de gravedad. No necesitamos agua, solo un desnivel lo suficientemente pronunciado por el que hacer subir un peso para almacenar energía, o dejarlo bajar para recuperarla. Si, por lo que fuera, el desnivel ya estuviera construido, eso que nos ahorramos.

Esta es la idea de Gravitricity (y muchas otras compañías, pero esta es la última que ha salido en los medios): aprovechar el pozo de una mina para subir y bajar pesos por él con una polea, cuyo motor funcione como generador cuando el peso baje. El prototipo que planean construir está en Pyhäjärvi, Finlandia, donde una mina abandonada de cinc y cobre a más de 1400 metros de profundidad espera encontrar algún uso alternativo. Y, para empezar, Gravitricity ha planteado usar un pozo auxiliar de 530 metros para crear una instalación capaz de rendir una potencia de dos megavatios. Una potencia prácticamente instantánea, además, porque su encendido consiste, únicamente, en dejar caer la masa por el pozo bien atada a la polea y dejar que el generador haga su trabajo.

¿Y cuál es el problema? Para empezar, que Gravitricity se ha guardado mucho de ofrecer la auténtica figura de mérito del proyecto. Es decir, cuánta energía planean almacenar. Afortunadamente, es posible hacer alguna estimación para dar con una cifra aproximada. Una muy fácil parte de considerar una velocidad plausible de bajada de la masa. Supongamos que la masa baja a una velocidad normal para un ascensor industrial: un metro por segundo.

En ese caso, la masa tardará 530 segundos en hacer su recorrido. Será lo que tarde la batería en agotarse, por cierto. ¿Y qué energía devolverá? Acordaos de que la energía se puede dar en unidades de potencia multiplicada por tiempo. Así que multiplicamos los dos megavatios por los 530 segundos y tenemos 1060 MW·s. Como hay 3600 segundos en una hora, basta dividir por 3600 para obtener la respuesta: 0,294 MW·h. Redondeando, un poco menos de 300 kilovatios-hora. En realidad será un poco menos, pero podemos quedarnos con esa cifra, un poco pobre.

¿Y qué masa necesitamos mover para obtener 300 kilovatios-hora en esas condiciones? Tampoco es un cálculo de servilleta muy complicado. Recordemos que la energía potencial en un campo gravitatorio viene dada por

U_g = m · g · h

Donde U_g es la energía potencial gravitatoria, m es la masa de la carga suspendida, g es la aceleración del campo gravitatorio y h la altura. Poniendo la energía en julios para que las unidades sean consistentes, y despejando la masa, obtenemos que es un poco superior a 200 toneladas. ¡Ninguna tontería! Una grúa de estiba portuaria típica puede cargar la cuarta parte de ese peso. Obviamente, estamos hablando de un equipo que puede construirse, pero no será barato.

Y todo para una batería capaz de entregar 300 kilovatios-hora en 530 segundos, algo menos de nueve minutos, a la máxima potencia. Potencias inferiores permitirán a la batería aguantar más tiempo, reduciendo la velocidad de la carga suspendida. Velocidades mayores de caída permitirían lograr la misma potencia con masas menores, pero entonces la batería entregaría su carga durante un tiempo menor. El problema es de origen: la energía específica por unidad de masa de una batería de gravedad, en la Tierra, no puede ser demasiado alta. Está limitada por la aceleración de la gravedad, un parámetro que no podemos cambiar en una ubicación dada.

Por otro lado, si consideramos una sola instalación doméstica de cinco kilovatios, es fácil estimar que con una batería como la que propone Gravitricity aguantaría dos días y medio de consumo constante. Pero incluso sin meterse a hacer cálculos para presupuestar el asunto, es fácil ver que una batería de gravedad va a salir regular de interesante.

Incluso aunque vivamos cerca de un pozo minero abandonado.