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Energía del mar

Los mares y océanos ocupan aproximadamente el 70% de la superficie terrestre, por lo que se trata de una fuente de energía bruta muy accesible, de la que además se conocen muy diferentes formas de aprovechamiento y, al mismo tiempo, se está investigando con muchas otras. Los principales tipos de energía marina son:

1. Mareomotriz: también conocida como energía de las mareas, utiliza la energía liberada por el agua de mar en sus movimientos de ascenso y descenso. Las mareas se producen como consecuencia de las fuerzas de atracción gravitatoria que la Luna y el Sol ejercen sobre la Tierra, provocando diferencias de altura en el nivel del mar en función de la época del año y de la hora del día, al depender de la posición relativa del planeta azul con respecto a su satélite y a su estrella. A la subida de las aguas se le denomina flujo, y al descenso reflujo, siendo este último más breve en tiempo que el primero.

Las centrales mareomotrices consisten básicamente en una represa que retiene el agua cuando la marea está alta, y una serie de turbinas por las que pasa el flujo al liberarlo durante la bajamar. Cuando la marea sube de nuevo, el agua pasa de un lado a otro del dique y este movimiento hace que también se muevan las turbinas (o no, dependiendo del tipo). Estas se conectan a un generador de corriente, que transforma la energía mecánica de rotación de la turbina en energía eléctrica.

Lo más común es que la obra de construcción de una central mareomotriz consista inicialmente en cerrar una bahía o un estuario con un dique, generando así una diferencia de nivel a ambos lados, es decir, energía potencial acumulada. Posteriormente, se coloca una compuerta de regulación donde se sitúan las turbinas con sus respectivos generadores y demás equipamiento.

Se trata de una energía renovable, no contaminante, silenciosa, de bajo coste, disponible en cualquier clima y época del año, y que no presenta problemas de sequía como la hidroeléctrica. Pero que tiene un elevado impacto visual y estructural sobre el paisaje costero, su localización puntual depende de la amplitud de las mareas, el traslado de energía suele ser muy costoso, tiene un efecto negativo sobre la flora y la fauna, y está muy limitada.

Según los ciclos de funcionamiento se distinguen instalaciones de:

a. Simple efecto: cuando sube la marea se abren las compuertas y el embalse se llena, pero desde que comienza a bajar la marea se cierran las compuertas y se espera un tiempo, alrededor de 3 horas, hasta alcanzar una diferencia de nivel adecuada entre el mar y el embalse. Una vez pasado ese tiempo, durante 5 ó 6 horas, se hace pasar el agua por las turbinas generando energía eléctrica. Así, el llenado del embalse se efectúa con las compuertas abiertas mientras que el vaciado se realiza con turbinación.

b. Doble efecto: la generación de energía se realiza durante el llenado y durante el vaciado, lo que exige que las turbinas operen eficazmente con un determinado caudal de agua en cualquier dirección. La diferencia de nivel entre el embalse y el mar es menor que en los ciclos de simple efecto, por tanto la energía utilizable también es menor, reduciéndose así el rango de variación del nivel embalsado y también el rendimiento al no ser posible optimizar las turbinas y el caudal. Aún así el la planta está funcionando más horas al día, lo que proporciona un 18% más de energía que en los casos de simple efecto.

Los tiempos de funcionamiento son del orden de 6 a 7 horas por marea, lo que supone entre 12 y 14 horas diarias de generación de energía, con tiempos de espera entre 2 y 3 horas por marea.

Estas centrales pueden disponer además de algún tipo de almacenamiento por bombeo, permitiendo mejorar el nivel de generación y la flexibilidad operativa, esto proporciona una mayor eficiencia económica y por tanto un aprovechamiento más racional y rentable de la central, pudiendo llegar a incrementarse la generación en hasta un 10%.

También pueden disponer de varios embalses, con lo que se generaría energía de una forma más continua a lo largo del día, aunque serían más caras, pues exigirían una obra civil muy costosa.

2. Undimotriz: es la energía producida por el movimiento de las olas, se aprovecha así la energía cinética y potencial del oleaje para producir electricidad. Se trata de captar el movimiento alternativo que produce las olas y convertirlo en otro tipo de movimiento para obtener energía útil y esto puede hacerse de muchas formas, pero las tecnologías más utilizadas se basan en los siguientes principios de funcionamiento:

a. Sistemas de bombeo: aprovechan el movimiento vertical de las aguas para alimentar un sistema de bombeo, constituido por una serie de flotadores que unidos a mangueras elásticas actúan a modo de pistones con cada subida y bajada del oleaje.

b. Sistemas hidráulicos: se trata de flotadores lineales conectados entre sí, ubicados en la superficie mariana, cuyo movimiento relativo entre ellos se utiliza para bombear aceites a alta presión a través de motores hidráulicos, que mueven unos generadores eléctricos.

c. Sistemas totalizadores: se componen de una serie de depósitos que atrapan la ola incidente, almacenando el agua en una presa elevada que al liberarse pasa por una serie de turbinas conectadas a un generador eléctrico. Pueden ser flotantes o fijos a la orilla.

d. Sistemas basculantes: el movimiento de balanceo de las olas se transforma por medio de un sistema hidráulico o mecánico en movimiento lineal o rotacional que pone en funcionamiento un generador eléctrico. Estos sistemas pueden ser flotantes o quedar sumergidos.

e. Columna oscilante de agua: utiliza la oscilación del oleaje para generar un cambio de presión dentro de una cámara de aire, que al ser desplazado hace girar una o varias turbinas. Esa cámara se encuentra semisumergida, abierta por el extremo que queda bajo el nivel del mar posibilitando la entrada de las olas que empujan la masa de aire sobre las turbinas.

El primer convertidor de energía undimotriz se patentó en 1799 en Francia, pero no comienza a desarrollarse hasta finales del siglo XX. En este sentido, Escocia y Noruega son líderes y pioneras en el uso de esta tecnología. Las nuevas tecnologías están posibilitando que la energía undimotriz se esté extendiendo y que se aproveche de un modo cada vez más eficiente. Países como Portugal, Dinamarca, Reino Unido, Estados Unidos, Australia, India, China, Suecia o Japón también están desarrollando diversos sistemas para aprovechar la energía de las olas.

3. Energía térmica oceánica (OTEC): también llamada energía maremotérmica, consiste en aprovechar la energía originada por el gradiente térmico de temperatura existente entre el agua superficial y la que se encuentra a 100 m de profundidad, para mover una máquina térmica y producir trabajo útil que por medio de un generador se transforma en electricidad. Para que pueda ser utilizada se necesita una diferencia de temperatura de 20º C, en las zonas tropicales puede alcanzar hasta 24º C. La ventaja fundamental de esta fuente de energía es que es constante, al depender de un salto térmico persistente, y además respetuosa con el medio ambiente. Las posibilidades para desarrollar esta técnica han incrementado notablemente debido a la transferencia tecnológica entre las explotaciones petrolíferas de alta mar y las modernas plataformas maremotérmicas, aunque el máximo inconveniente sigue siendo el económico.

4. Energía de las corrientes marinas: la energía originada por las corrientes en los mares tiene su origen en la energía solar, que calienta la atmósfera provocando diferencias de temperatura entre unos lugares y otros, generándose así el viento, que mueve el agua superficial de los océanos. Este empuje se suma a los desplazamientos de las masas de agua producidos por cambios de densidad y da origen a las corrientes marinas, también cuentan otros factores como el campo gravitacional, la rotación de la Tierra, la fricción, la fuerza de las mareas y la presión atmosférica. Las aguas de los océanos están sometidas de este modo, a amplios movimientos y el mar aparece así surcado por corrientes: unas de gran velocidad y otras muy lentas, unas periódicas y otras intermitentes. En ocasiones, las corrientes se convierten, tanto por su anchura, extensión y profundidad como por su permanencia, en los principales agentes de transporte del calor ecuatorial hacia los polos y del frío polar hacia las regiones tropicales.

energia renovables


 

Actualmente no constituye una alternativa energética real, debido a las dificultades tecnológicas que presenta, ya que son necesarias una serie de turbinas sumergidas fuera de la costa con sistemas robustos cuyas tecnologías son muy recientes, aunque ya estén apareciendo los primeros proyectos en este sentido.

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