Tecnología de baterías marinas

Las baterías marinas son fuentes de energía cruciales diseñadas específicamente para entornos submarinos, que alimentan una amplia gama de aplicaciones submarinas. Desde vehículos submarinos no tripulados hasta estaciones de vigilancia en aguas profundas, estas baterías submarinas garantizan el funcionamiento constante de la tecnología en algunos de los entornos más difíciles.

Las aplicaciones submarinas abarcan la investigación científica, la exploración de petróleo y gas, la defensa y los proyectos de energías renovables. Con la creciente demanda de operaciones submarinas más profundas y sostenidas, la importancia de las baterías marinas de alto rendimiento sigue creciendo.

Batería marina recargable de iones de litio de SubCtech

Tipos de baterías marinas

Las baterías marinas están disponibles en varios tipos, cada uno adaptado a necesidades submarinas específicas. Las categorías más comunes son las baterías de plomo-ácido, ión-litio, polímero de litio y plata-zinc.

Baterías de plomo-ácido

Las baterías de plomo-ácido son fuentes de energía tradicionales, fiables y asequibles que se han utilizado en aplicaciones marinas durante décadas. Aunque son rentables, son grandes, pesadas y tienen una densidad energética relativamente baja. Esto las hace menos adecuadas para aplicaciones en las que el tamaño y el peso son fundamentales, como los vehículos submarinos autónomos (AUV). Las baterías de plomo-ácido también requieren un mantenimiento regular y tienen una vida útil más corta que otras opciones más avanzadas. A pesar de estas limitaciones, siguen utilizándose en aplicaciones en las que el presupuesto y el espacio son menos importantes.

Baterías de iones de litio

Las baterías marinas de iones de litio se han convertido en la opción dominante para aplicaciones submarinas, ya que ofrecen una mayor densidad energética, ciclos de vida más largos y menos requisitos de mantenimiento que las baterías de plomo-ácido. Su ligereza y tamaño compacto las hacen ideales para alimentar vehículos y sistemas en entornos de aguas profundas donde el rendimiento es clave. Estas baterías sumergibles se han hecho especialmente populares en AUV y vehículos operados por control remoto (ROV) que requieren tiempos de funcionamiento prolongados sin recarga. Su eficiencia y capacidad energética las hacen fundamentales para misiones de larga duración en lugares remotos y profundos.

Batería subacuática recargable de iones de litio de SubCtech

Baterías de polímero de litio y fosfato de hierro y litio (LiFePO4)

Las baterías de polímero de litio y fosfato de hierro y litio (LiFePO4) son versiones especializadas de la tecnología de iones de litio que ofrecen mayor seguridad, estabilidad y gestión térmica. Estas baterías se adaptan mejor a entornos con altas variaciones de temperatura y están diseñadas para soportar las duras condiciones submarinas. Aunque su densidad energética es ligeramente inferior a la de las baterías de iones de litio tradicionales, su perfil de seguridad mejorado las hace preferibles para determinadas aplicaciones críticas.

Pilas de plata-zinc y alcalinas

Las pilas de plata-zinc y alcalinas se utilizan normalmente para aplicaciones de un solo uso o de corta duración en las que se requiere una alta densidad de energía. Las pilas de plata-zinc, aunque más caras, ofrecen un rendimiento excelente en aplicaciones de alto drenaje y se utilizan en misiones en alta mar donde se necesitan ráfagas rápidas de energía. Su tamaño compacto y su alto rendimiento energético las hacen ideales para tareas submarinas específicas, aunque su coste limita su uso generalizado.

¿Cuánto suelen durar las baterías marinas?

La vida útil de una batería marina depende de varios factores, como el tipo de batería, los patrones de uso y el mantenimiento. Por término medio, las baterías marinas duran entre 2 y 5 años, pero algunos tipos pueden superar este intervalo con los cuidados adecuados.

Las baterías de plomo-ácido inundadas, el tipo más común y asequible, suelen durar entre 2 y 3 años. Estas baterías requieren un mantenimiento regular, como rellenar los niveles de electrolito y limpiar los terminales, para evitar la corrosión y la sulfatación. Su longevidad suele depender de la profundidad y frecuencia con que se descargan.

Las baterías AGM (Absorbed Glass Mat) y de gel, que están selladas y no requieren mantenimiento, suelen durar más, entre 3 y 5 años. Estos tipos son más resistentes a las vibraciones y pueden soportar descargas más profundas sin sufrir tantos daños, lo que las hace ideales para entornos marinos difíciles.

Las baterías marinas de iones de litio tienen la vida útil más larga, a menudo de 8 a 10 años o más. Ofrecen una alta densidad energética, menor peso y mejor eficiencia de carga que las baterías tradicionales de plomo-ácido, pero tienen un coste más elevado.

Hay varios factores que pueden acortar la vida de una batería, como las descargas profundas frecuentes, la sobrecarga y la exposición a temperaturas extremas. Un mantenimiento adecuado, como evitar las descargas completas, utilizar un cargador de calidad y guardar la batería en un lugar fresco y seco fuera de temporada, puede prolongar considerablemente su vida útil. Las inspecciones periódicas para detectar signos de corrosión o daños también ayudan a garantizar un rendimiento y una longevidad óptimos.

Aplicaciones de baterías marinas

Las baterías marinas desempeñan un papel esencial en la gestión de la energía para diversas aplicaciones submarinas, permitiendo el funcionamiento fiable y autónomo de los sistemas subacuáticos.

Vehículos submarinos autónomos (AUV)

Los AUV son vehículos autopropulsados no tripulados que se utilizan para la exploración submarina, la cartografía del fondo marino y la recogida de datos. Estos vehículos dependen totalmente de las baterías de a bordo para obtener energía, ya que la recarga es imposible durante las misiones largas en entornos de aguas profundas. La naturaleza ligera y de alta capacidad de las baterías marinas de iones de litio las hace especialmente adecuadas para los AUV, ya que permiten misiones prolongadas con un tiempo de inactividad mínimo. Los AUV se emplean en investigación científica, vigilancia medioambiental e inspecciones industriales, donde es esencial disponer de fuentes de energía fiables.

Vehículos teledirigidos (ROV)

Los ROV son robots amarrados que suelen utilizarse en operaciones de petróleo y gas en alta mar para inspecciones, mantenimiento y reparaciones. Aunque la mayoría de los ROV reciben energía a través de cables desde buques de superficie, cada vez se utilizan más baterías a bordo para mejorar su maniobrabilidad y ampliar su radio de acción. Los ROV alimentados por baterías son más versátiles y pueden realizar tareas complejas sin las limitaciones impuestas por los amarres. Además, estas baterías actúan como reserva en caso de fallo de los anclajes, garantizando un funcionamiento ininterrumpido durante las misiones críticas.

Sistemas submarinos de control y vigilancia

Los sistemas de control y vigilancia submarinos se despliegan en los yacimientos marinos para controlar los parámetros medioambientales, supervisar las infraestructuras y garantizar la seguridad de las operaciones. Estos sistemas, a menudo situados en zonas remotas o de difícil acceso, dependen de baterías marinas para funcionar continuamente. Los datos recogidos por estos sistemas son vitales para el mantenimiento de las instalaciones submarinas y la vigilancia de los cambios medioambientales durante largos periodos. Las baterías de litio son la opción preferida por su larga vida útil y sus mínimos requisitos de mantenimiento, lo que reduce la necesidad de intervenciones frecuentes en entornos difíciles.

Apoyo a la producción de energía en alta mar

El apoyo a la producción de energía en alta mar es otra área clave en la que las baterías marinas son esenciales. En el contexto de los parques eólicos marinos y las instalaciones energéticas submarinas, las baterías proporcionan energía de reserva para los sistemas de control, las redes de comunicación y los equipos de monitorización remota. Estas baterías garantizan que las operaciones continúen sin problemas incluso durante los cortes de energía o las condiciones meteorológicas adversas. Con la creciente adopción de fuentes de energía renovables, las baterías marinas desempeñan un papel cada vez más importante en la estabilización y gestión de estos sistemas.

Retos de las baterías marinas

Operar en entornos submarinos presenta retos únicos para las baterías marinas. La alta presión, las temperaturas extremas y el agua salada corrosiva requieren baterías con un diseño robusto y materiales especializados. Garantizar la fiabilidad y seguridad a largo plazo en estos entornos es primordial. Las baterías marinas modernas incorporan diseños de presión compensada y materiales resistentes a la corrosión para superar estos retos. Se están desarrollando innovaciones como baterías de estado sólido y sistemas avanzados de gestión térmica para mejorar aún más el rendimiento de las soluciones energéticas submarinas.