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martes, 12 de mayo de 2026

Hielo como batería: tecnología antigua, problema urgente

Cuando pensamos en almacenamiento de energía, casi siempre imaginamos enormes racks de baterías de litio, cables y pantallas parpadeantes. Pocas personas piensan en agua congelada. Y sin embargo, el hielo está emergiendo como una de las respuestas a uno de los  problemas energéticos más urgentes de nuestra época, que consiste en cómo enfriar una civilización que cada vez demanda más electricidad sin colapsar las redes que la sostienen.


El principio físico detrás de las baterías de hielo es tan simple como efectivo. Todo parte del concepto de calor latente. Cuando el agua pasa de líquido a sólido, libera o absorbe una cantidad enorme de energía sin cambiar de temperatura. Para visualizar la diferencia: enfriar un kilogramo de agua de 20°C a 0°C requiere apenas 84 kilojoules. Eso es calor sensible, el que sí mueve el termómetro. Pero convertir ese mismo kilogramo de agua a 0°C en hielo a 0°C requiere 334 kilojoules adicionales, sin que la temperatura cambie ni un grado. Para dimensionar esa cantidad: 334 kilojoules es la energía suficiente para hervir un litro de agua desde temperatura ambiente. Todo eso está guardado en un simple kilogramo de hielo. Es decir, el simple acto de congelar guarda cuatro veces más energía que todo el proceso de enfriamiento previo.



Los sistemas aprovechan esto congelando grandes volúmenes de agua por la noche usando compresores eléctricos. Al día siguiente, cuando el edificio necesita enfriarse, el hielo se derrite absorbiendo el calor del ambiente y enfriando el agua que circula por las tuberías del edificio. El compresor descansa y la red eléctrica también.




Aquí es donde entra un problema que muchas personas no visualizan, que es el estrés de la red eléctrica en horas pico. Imagina que en una ciudad de un millón de habitantes, entre las 2 y las 6 de la tarde, todos encienden el aire acondicionado al mismo tiempo. La demanda se dispara en cuestión de minutos y las plantas generadoras convencionales no pueden responder tan rápido. Por ello, se deben tener en reserva plantas de respaldo llamadas centrales de punta o “peaker plants” que funcionan con gas natural, diesel o combustóleo, y solo se activan en esos momentos críticos. Son las más contaminantes y las más costosas de operar. Cada edificio que usa una batería de hielo es un edificio que deja de pedirle energía a la red exactamente en ese momento de crisis, reduciendo directamente la necesidad de quemar combustibles fósiles de emergencia.



Existe una versión aún más poderosa de este sistema relacionada con los paneles solares. La generación fotovoltaica produce su máxima energía entre las 10 de la mañana y las 2 de la tarde, justo antes del pico de demanda de enfriamiento, y deja de generar cuando el sol se oculta. Esto provoca que mucha de esa energía limpia simplemente se desperdicie. La batería de hielo resuelve este desajuste de forma brillante porque el sistema puede configurarse para usar la generación solar del mediodía para producir hielo que luego enfriará el edificio durante la tarde pico. La energía del sol queda literalmente atrapada en bloques de hielo, lista para ser liberada cuando más se necesita.


Los casos reales confirman que esto no es solo teoría. El Hospital Norton Audubon en Kentucky congela 280,000 litros de agua cada noche y estiman que el sistema y otras medidas de ahorro energético le han ahorrado casi 4 millones de dólares desde 2016. La empresa Nostromo Energy instaló sus IceBricks en el Hotel Beverly Hilton en Los Ángeles y en 2025 lanzó una versión diseñada específicamente para centros de datos de inteligencia artificia. 


Debemos ser realistas y entender que las baterías de hielo no son una solución mágica definitiva, sino una pieza fundamental de un rompecabezas mucho más grande. No van a resolver la crisis climática por sí solas, pero ofrecen una herramienta de gestión térmica que nos da algo invaluable: tiempo y estabilidad. La pregunta no es si funcionan, pues ya lo demostraron, sino cuántos sectores seguirán ignorando que una parte de la solución lleva décadas esperando en el congelador.




Fuentes: 

U.S. News & World Report. 2025. Buildings are turning to ‘ice batteries’ for sustainable air conditioning. U.S. News. https://www.usnews.com/news/business/articles/2025-10-07/buildings-are-turning-to-ice-batteries-for-sustainable-air-conditioning

The Data Center Engineer. 2025. Data center cooling loads targeted with new Nostromo Energy thermal storage system. https://thedatacenterengineer.com/news/data-center-cooling-loads-targeted-with-new-nostromo-energy-thermal-storage-system/


miércoles, 19 de agosto de 2020

Novedades sobre las baterías de cátodo de sodio


Dos equipos de investigadores independientes unos del otro logran grandes avances en las baterías de cátodo de sodio

Con casi 30 años en el mercado las baterías de ion de litio sin duda alguna han revolucionado el sector energético mundial por su gran densidad energética y bajo peso, lo que permitió el avance tecnológico en materia de dispositivos móviles como radios, computadoras, teléfonos celulares e incluso vehículos eléctricos, pero con los precios aun altos de estas baterías una nueva opción son las baterías de cátodo de sodio.

El sodio al ser un mineral alcalino comparte buena parte de sus propiedades eléctricas con el litio, sin embargo, este ha sido históricamente relegado por el litio por los problemas que sufren las baterías de sodio en cuanto a su carga y descarga, pues al utilizar la batería con cátodos de sodio estas tendían a generar cristales dentro de la misma lo que bloqueaba el flujo de electrones inutilizando la batería en un corto plazo, además de el empleo de cobalto tanto en las de sodio como en las de litio en su fabricación, el cual está asociado a problemas humanitarios y ecológicos en las regiones donde se extrae.

Este problema ha sido atendido de dos formas diferentes en extremos opuestos del mundo:

Por un lado, tenemos un equipo de investigadores del NUST MISIS (The National University of Science and Technology), Academia de Ciencias de Rusia y Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, donde se buscaba simular por computadora una batería de litio multi capa, ya que las baterías de litio tradicionales necesitan ser mono capa para evitar la inestabilidad de la celda, dicha investigación arrojo que la utilización de láminas de grafeno hacia posible esta acción pero no eliminando el factor de la inestabilidad por completo, pues al agrupar varias capas estas se tornaban cada vez más inseguras, por lo que decidieron continuar sus simulaciones pero esta esta vez con el sodio, elemento alcalino similar al litio, y observaron que el sistema se torna cada vez más estable con forme se añaden más capas de material, caso contrario al del litio, aunado al inexistente uso del cobalto en su ánodo siendo este reemplazado por el grafeno.

 Pese a esto aún no hay una celda tangible para ser utilizada en pruebas, cosa en la que el equipo se encuentra trabajando actualmente.

La segunda opción proviene de un equipo de investigadores de la Universidad del Estado de Washington liderados actualmente por Junhua Song, los cuales consiguieron crear un prototipo de batería utilizando como cátodo varias capas de óxidos metálicos no especificados y sodio sumergidos en un electrolito líquido, para de esta forma evitar la formación de cristales de sodio en el interior de la batería.

En las pruebas la batería logro ser igual de eficiente que sus equivalentes en litio, conservando el 80% de su capacidad total luego de 1 000 ciclos de carga y descarga y una densidad energética parecida a sus semejantes de litio, siendo esta, una gran alternativa a mediano plazo para competir con las actuales baterías de ion de litio.

También comentaron que esta batería abre las puertas a nuevas baterías sin ánodo de cobalto.

Pixabay. (2020). Reemplazo de litio con sodio en baterías. 08/16/2020, de PHYS.ORG Sitio web: https://phys.org/news/2020-07-lithium-sodium-batteries.html


Alexander Freund. (2020). Sodio en lugar de litio: un verdadero avance en baterías. 08/16/2020, de DW Sitio web: https://www.dw.com/es/sodio-en-lugar-de-litio-un-verdadero-avance-en-bater%C3%ADas/a-54533466?maca=spa-vam_forbesmx-28169-html-copypaste

Adrián Raya. (2020). ¿Adiós al litio? Nueva batería de sodio es tan buena como las que usamos pero más barata. 08/16/2020, de El Español Sitio web: https://www.elespanol.com/omicrono/hardware/20200601/adios-litio-nueva-bateria-sodio-usamos-barata/494451470_0.html