Energía osmótica: qué es y cómo aprovecha la mezcla de agua dulce y salada

La energía osmótica es es una prometedora forma de generar electricidad limpia. Esta consiste en aprovechar la diferencia de concentración de sal entre agua dulce (como la de los ríos) y agua salada (como la de los mares). Al unirse los dos flujos se produce un proceso natural por el que el agua menos salina se dirige hacia la que tiene más salinidad, dando lugar a una presión que libera energía o corriente eléctrica. Actualmente, las plantas osmóticas en marcha y los proyectos piloto se sitúan principalmente en las desembocaduras de ríos y estuarios.

La energía osmótica es una de las cinco formas de energía renovable oceánica, junto con la energía undimotriz, que se beneficia del movimiento de las olas en la superficie del mar; la que usa el ascenso y descenso de las mareas; la que aprovecha la diferencia de temperatura entre las aguas superficiales y las profundas; y la energía cinética de las corrientes de los océanos.

Principales tecnologías de la energía azul

Para convertir la diferencia de salinidad en energía eléctrica se emplean principalmente dos tecnologías basadas en membranas semipermeables. “Estos dispositivos separan el agua dulce de la salada y controlan el paso de moléculas o iones entre ambas. Este movimiento da lugar a una presión o una corriente eléctrica que puede usarse para alimentar una turbina o un circuito, igual que en una planta hidroeléctrica o una batería”, explica Óscar Álvarez Silva, profesor asociado del departamento de Física y Geociencias de la Universidad del Norte, en Barranquilla (Colombia).

• Ósmosis retardada por presión (PRO). Esta tecnología imita el proceso natural de ósmosis en las células, en el cual el agua dulce atraviesa la membrana hacia el compartimento del agua salada, aumentando la presión, que se emplea para mover una turbina y transformar la energía mecánica en electricidad. “Su eficiencia –asegura el profesor de la universidad colombiana– depende de la calidad del agua y de la resistencia de las membranas, que suelen ensuciarse y deteriorarse con facilidad”.

• Electrodiálisis inversa (RED). “Funciona como una especie de batería de agua”, dice este experto. Emplea cientos de membranas de intercambio iónico que permiten el paso selectivo de iones positivos o negativos. Para ello, se colocan capas alternadas de agua salada y agua dulce separadas por este tipo de mallas que conducen los iones en direcciones opuestas hacia un ánodo y un cátodo, generando una corriente eléctrica. La diferencia de concentración genera un voltaje eléctrico, que puede almacenarse en celdas a modo de pilas. “La tecnología RED requiere un mantenimiento menos exigente que la PRO y funciona mejor en acoplamiento con la desalinización de agua de mar, pero aún requiere mejorar la durabilidad, la selectividad y el costo de las membranas”.

Ventajas y desafíos de la energía osmótica

Como la energía osmótica se captura a partir de un proceso natural, se considera una energía limpia, en principio inagotable, que no emite contaminantes y no implica una alteración importante de los entornos. A diferencia de las energías eólica y solar, la energía azul funciona al margen de condiciones climáticas y puede generar electricidad las 24 horas del día.

“La energía azul –admite el profesor de Física y Geociencias– se diferencia de otras energías renovables, como la eólica, solar o undimotriz, porque no depende del viento ni de las variaciones climáticas, sino de un proceso fisicoquímico mucho más estable, de modo que es una fuente de energía con más continuidad. Además, es un recurso abundante y ampliamente distribuido en el planeta, lo que permite una generación descentralizada, ideal para comunidades costeras o insulares interconectadas o no”.

Los principales desafíos son:

• El coste de la inversión inicial en la construcción de las plantas, así como en la fabricación y mantenimiento de las membranas porosas. Estas membranas tienden a ensuciarse por la acumulación de partículas, sales y materia orgánica. Su calidad y eficiencia se ha convertido en uno de los campos de desarrollo más interesante, donde los materiales de fabricación han variado para mejorar su resistencia. Se ha pasado de los polímeros a las membranas de grafeno, de titanio o de materiales híbridos, la mayoría con recubrimientos antimicrobianos. Todas estas innovaciones ayudan a ajustar la permeabilidad para optimizar el paso de agua e iones. El profesor de la Universidad del Norte reconoce que “las membranas son el cuello de botella de la tecnología, pero al mismo tiempo concentran gran parte de la investigación actual en energía azul. Frecuentemente salen nuevas investigaciones que hablan de membranas más selectivas, duraderas, sostenibles y baratas, pero está todavía por llegar la que genere el punto de equilibrio económico que permita el desarrollo a escalas industriales de esta fuente de energía”.
• Otro obstáculo importante es cómo escalar este modelo para pasar de las centrales en fase de prueba a plantas que produzcan cientos de megavatios, lo cual demanda inversión e innovación. La hoja de ruta sugiere que en los próximos años podrían producirse avances clave: mejores membranas, integración con desaladoras o con flujos de salmuera concentrados para mayor eficiencia, y modelos modulares de planta que reduzcan los costes.

El potencial de la energía osmótica

El informe ‘Las 10 principales tecnologías emergentes de 2025’, publicado por el Foro Económico Mundial, señala que aunque el concepto de energía azul surgió a mediados de los años setenta del siglo pasado, es en estos momentos cuando los sistemas de energía osmótica empiezan a poseer un gran potencial de producir electricidad limpia, renovable y de bajo impacto. 

En este mismo informe, las expertas Katherine Daniell, directora de la Escuela de Cibernética de la Universidad Nacional Australiana, y Alison Lewis, decana de la Facultad de Ingeniería y Entorno Construido de la Universidad de Ciudad del Cabo, prevén que la energía osmótica puede llegar a generar al año 5.177 teravatios por hora (TWh), casi una quinta parte de las necesidades mundiales de electricidad. “Si se desarrolla a gran escala, esta tecnología podría transformar la forma en que las sociedades gestionan los recursos hídricos, creando simultáneamente nuevas capacidades de generación de energía en entornos costeros y estuarios”, aseguran.

Para Óscar Álvarez Silva, “el potencial teórico global, es decir, la energía máxima disponible si toda el agua dulce que llega al mar pudiera utilizarse sin restricciones, es suficiente para cubrir alrededor del 74% de la demanda mundial de electricidad. Sin embargo, al incorporar limitaciones como el caudal mínimo ecológico que debe preservarse en los ríos, la variabilidad estacional de estos caudales y las condiciones de estratificación en alrededor de 500 desembocaduras a nivel global, se determinó que el potencial práctico es aproximadamente equivalente al 20% del teórico. Aún con esta reducción, la energía extraíble sigue siendo equivalente al consumo energético de Alemania”.

Ejemplos de pruebas, proyectos y centrales de energía azul en funcionamiento

Si bien los expertos en energías renovables, como los del Foro Económico Mundial, depositan grandes esperanzas en estas tecnologías, por el momento abundan los proyectos en fase piloto o precomercial. En el verano de 2025 se inauguró en la localidad japonesa de Fukuoka la segunda planta de este tipo en el mundo. Se espera que produzca 880.000 kilovatios por hora anualmente, suficientes para abastecer electricidad a más 220 hogares.

En Mariager, un pueblo danés: El primero de los prototipos fue desarrollado por la empresa SaltPower en la localidad de Mariager (Dinamarca), situada en uno de los fiordos de Jutlandia. El éxito de este proyecto ha llevado a la empresa danesa a poner en marcha una planta osmótica en la mina de sal de Hvornum, también en el país escandinavo. Comenzó a operar en 2023 y genera la energía con la presión ejercida entre el agua dulce y la salmuera, donde la concentración salina es mayor que en el mar. En la desembocadura del río Ródano, la compañía francesa Sweetch Energy comenzó otro ensayo en 2024.

En el punto de desembocadura del río Magdalena, en el norte de Colombia: Otro ejemplo se encuentra en Bocas de Ceniza, en el punto de desembocadura del río Magdalena en el Mar Caribe, en Colombia, se encuentra en fase de montaje un piloto diseñado y construido por investigadores e ingenieros de la Universidad del Norte y de la Universidad Nacional de Colombia. “Este es el primero de su tipo en América Latina. El piloto tiene instalada una unidad demostrativa de 150W con el fin de probar la tecnología en condiciones reales. Emplea tecnología RED y pretende validar la respuesta de la tecnología frente a la variabilidad real del sitio (caudal, salinidad y calidad del agua), cuantificar la eficiencia y la vida útil de las membranas, probar los esquemas de pretratamiento y reunir datos operativos que permitan escalar a diseños mayores”, afirma Álvarez Silva.

En el conjunto de América Latina, los desarrollos son, por ahora, mayoritariamente académicos y de prototipo y están centrados en Colombia y México, pero –sostiene el experto- “se debe resaltar que en las costas del mar Caribe y del Golfo de México existe un alto potencial físico extraíble debido a los ríos con grandes caudales y mareas reducidas”.