Las baterías de gravedad, un concepto que se basa en almacenar energía mediante la elevación de un peso y liberarlo para producir electricidad, están marcando un nuevo camino en el sector energético. Una de las variantes más innovadoras de esta tecnología es el Sistema de Almacenamiento de Energía por Gravedad Subterránea (UGES, por sus siglas en inglés), desarrollado por investigadores del Instituto Internacional de Análisis de Sistemas Aplicados (IIASA). Este sistema utiliza el espacio y la infraestructura de minas abandonadas para mover contenedores de arena, maximizando su potencial como alternativa tecnológica para el almacenamiento energético a largo plazo.

El UGES se beneficia de componentes subterráneos de las minas abandonadas, como ascensores que transportan contenedores llenos de arena. Al descender, la energía potencial gravitatoria del contenedor se convierte en electricidad mediante frenado regenerativo, almacenando la electricidad sobrante en momentos de bajo consumo al elevar nuevamente las cargas. Este proceso, que aprovecha las propiedades del frenado regenerativo, permite almacenar energía de manera prolongada sin pérdidas por autodescarga, un desafío común en otros sistemas de almacenamiento. La duración estimada del almacenamiento bajo este modelo puede variar desde semanas hasta incluso varios años.

En términos de capacidad, los investigadores estiman que el UGES podría proporcionar un rango de almacenamiento total de entre 7 y 70 teravatios-hora (TWh) a nivel global. Los costos asociados también destacan por su competitividad: entre 1 y 10 USD/kWh para la inversión inicial y aproximadamente 2,000 USD por kilovatio (kW) en capacidad de potencia. Además, este sistema se apalanca en la conectividad de las minas cerradas a redes eléctricas ya existentes, optimizando costos y reduciendo la necesidad de nuevas infraestructuras.
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El uso de arena como medio de almacenamiento otorga una ventaja significativa frente a otros métodos, ya que elimina las pérdidas por autodescarga, lo cual es esencial en estrategias de almacenamiento prolongado. Por otro lado, desde el punto de vista socioeconómico, la reutilización de estas instalaciones podría mitigar el impacto de la desindustrialización en las comunidades afectadas por el cierre de minas.

La historia de esta tecnología tiene raíces que datan de principios del siglo XX. El primer sistema de almacenamiento de energía por bombeo fue desarrollado en Suiza en 1907. Hasta hace pocos años, este método dominaba el mercado del almacenamiento energético, con una capacidad mundial de almacenamiento por bombeo que alcanzaba los 168 gigavatios (GW) en 2019, de los cuales 23 GW se localizaban en Estados Unidos. Eso representó casi el 95% del almacenamiento energético a escala de utilidad. Hoy en día, empresas como Energy Vault y Gravitricity están desarrollando prototipos que incluyen bloques de concreto y pesos en pozos como alternativas comerciales de almacenamiento por gravedad.

En comparación con el almacenamiento por bombeo tradicional, el UGES surge como una opción altamente innovadora. Mientras los sistemas hidráulicos operan con una eficiencia de hasta un 90%, las proyecciones del UGES resaltan su bajo costo operacional, especialmente considerando que el almacenamiento por bombeo promedia un gasto de 165 USD/MWh y un costo nivelado de almacenamiento de 0.17 USD/kWh.

Actualmente, varios proyectos UGES están en etapa de desarrollo. Propietarios de minas, inversores y desarrolladores ya han mostrado interés en este modelo, el cual está generando debate dentro de la comunidad científica y empresarial. Además, el equipo del IIASA anticipa nuevas investigaciones y versiones más avanzadas para esta tecnología, con próximos avances previstos para el año 2025.

La potencia de esta propuesta no solo radica en el aprovechamiento de infraestructuras que de otro modo quedarían en desuso, sino también en su capacidad para atender las necesidades de un sistema energético cada vez más dependiente de fuentes renovables. A medida que los sistemas energéticos se descentralizan y el mundo reduce su dependencia de combustibles fósiles, herramientas sostenibles como el UGES se posicionan como soluciones viables y efectivas en la lucha por un futuro energético más limpio.