Aunque todavía no se utiliza de forma generalizada, la energía mareomotriz tiene el potencial de generar mucha electricidad en el futuro.
Las mareas son más predecibles que el viento y el sol. Entre las fuentes de energía renovable, la energía mareomotriz ha adolecido tradicionalmente de un coste relativamente elevado y de una disponibilidad limitada de emplazamientos con rangos de marea o velocidades de flujo suficientemente elevados, lo que ha restringido su disponibilidad total.
Sin embargo, desarrollos y mejoras tecnológicas recientes, tanto en el diseño (por ejemplo, la energía mareomotriz dinámica, las lagunas mareomotrices) como en la tecnología de las turbinas (por ejemplo, las nuevas turbinas axiales, las turbinas de flujo cruzado), indican que la disponibilidad total de la energía mareomotriz puede ser mucho mayor de lo que se suponía hasta ahora y que los costes económicos y medioambientales pueden reducirse a niveles competitivos.
Contenido del artículo:
Un poco de historia sobre la energía mareomotriz
Históricamente, los molinos de marea se han utilizado tanto en Europa como en la costa atlántica de Norteamérica.
El agua entrante se contenía en grandes estanques de almacenamiento y, al bajar la marea, hacía girar ruedas hidráulicas que utilizaban la energía mecánica para producir grano de molino.
Las primeras formas de este tipo de energía datan de la Edad Media, o incluso del imperio romano. El proceso de utilizar el agua que cae y las turbinas giratorias para crear electricidad se introdujo en Estados Unidos y Europa en el siglo XIX.
Se estima que la generación de electricidad a partir de tecnologías marinas aumentó un 16% en 2018 y un 13% en 2019.
Se necesitan políticas que promuevan la I+D para lograr una mayor reducción de costes y un desarrollo a gran escala. La primera central mareomotriz a gran escala del mundo fue la central mareomotriz de Rance, en Francia, que entró en funcionamiento en 1966.
Fue la mayor central mareomotriz en términos de producción hasta que se inauguró la central mareomotriz del lago Sihwa, en Corea del Sur, en agosto de 2011.
La central de Sihwa utiliza barreras de defensa de muros marinos y cuenta con 10 turbinas que generan 254 MW.
¿Qué es la energía mareomotriz?
Los océanos, que cubren las tres cuartas partes de todo el planeta, albergan una fuente de energía prácticamente eterna. La también llamada energía de las mareas tiene un potencial global de energía estimada en unos 700Wn anuales.
Se produce gracias al movimiento de las mareas. Su instalación puede realizarse en ríos profundos o desembocaduras de ríos hacia el océano, a fin de aprovechar la fuerza de las mareas, producidas por la acción del sol, la luna y la tierra.
Las mareas son oscilaciones periódicas del nivel del mar y se hacen mayormente visibles en las costas, gracias a los amplios espacios que periódicamente el mar deja al descubierto cuando se retira (flujo) y después regresa (reflujo).
El Sol y la Luna ejercen una mágica fuerza que produce la atracción de los cuerpos hacia ellas. La Luna y la Tierra se atraen gracias a la Ley de la fuerza de gravedad.
Como en las zonas más cercanas entre las masas, la fuerza de gravedad es mayor, esta desigualdad produce el fenómeno de las mareas en la inmensidad del mar azul.
Y como la Tierra es sólida, la fuerza de atracción de la Luna afectará más a los mares que a los continentes, especialmente en los lugares más cercanos a la influencia lunar.
¿Cuánta energía podría llegar a producir la energía mereomotriz?
Existe el potencial de desarrollar entre 20.000 y 80.000 teravatios-hora al año (TWh/a) de electricidad generada por los cambios en la temperatura de los océanos, el contenido de sal, los movimientos de las mareas, las corrientes, las olas y el oleaje.
| Forma de producir energía | Producción anual |
|---|---|
| Energía mareomotriz | >300 TWh |
| Energía de corrientes marinas | >800 TWh |
| Energía osmótica por gradiente de salinidad | 2,000 TWh |
| Energía térmica oceánica | 10,000 TWh |
| Energía de las olas | 8,000–80,000 TWh |
Ventajas y desventajas de la energía mareomotriz
¿Qué ventajas tiene?
Energía renovable
Es una fuente indiscutible de energía renovable producida gracias al resultado de los campos gravitatorios que ejercen la luna y el sol, combinados con una rotación terrestre que desemboca en mareas altas y bajas n aprovechadas para generar energía limpia.
Evidentemente, se mantendrá como una opción de energía renovable por muchísimos años más, dada la perdurabilidad de la fuerza gravitatoria del Sol y la Luna.
Su materia prima, el mar, está disponible todo el año en forma gratuita y no depende de los cambios climatológicos.
Energía limpia
Es una grandiosa fuente de energía limpia, no contaminante, no desprende gases de efecto invernadero y aunque no abundan muchas experiencias en el mundo de plantas centrales mareomotrices, la verdad es que aún no se conoce el alcance de sus afectaciones sobre la flora y fauna marina, en los reducidos espacios que necesita para su instalación.
Fácil de predecir
Como el comportamiento de las mareas es muy predecible, es fácil determinar cuando sube o baja la mar. Esta situación facilita la construcción de sistemas de dimensiones adecuadas, cónsonas con la potencia energética esperada, antes de hacer una inversión en este tipo de energía renovable.
Eficiencia a baja velocidad
Como se sabe, el agua es 1.000 veces más densa que el aire y eso posibilita generar electricidad a baja velocidad. A 1 m/s puede obtenerse energía mareomotriz.
Larga vida
A pesar de que esta energía poco se ha explotado, la experiencia de la planta mareomotriz de La Rance, ubicada en Francia, en las costas de Bretaña, habla de una larga vida útil, porque este complejo fue creado en 1966 y aún sigue produciendo mucha electricidad.
¿Qué desventajas tiene?
Inversión de altos costes
La expansión en el uso de este tipo de energía no ha sido masiva a consecuencia de los costes elevados en su instalación, asociados al pago de tecnologías y dispositivos ambientales, versus la cantidad de energía producida.
Daños ambientales
Sus efectos en el hábitat marino aún no están claros del todo.
Actualmente, hay proyectos de investigación que hurgan en este aspecto, a fin de determinar si tal y como ocurre en la energía hidroeléctrica, la flora y la fauna marina cambian cuando ocurre el bloqueo del paso del agua.
Pero no hay duda de que generan una energía muy limpia, libre de agentes contaminantes.
Cercanía a tierra firme
Estas centrales deben ser construidas en las adyacencias de tierra firme, donde se producen las diferencias más marcadas en el flujo o movimiento de las mareas.
Esta irrupción afecta las zonas costeras, por lo que implican un impacto visual negativo.
¿Cómo se produce la energía mareomotriz?
Su funcionamiento es muy sencillo. Veamos cómo funciona.
- La también llamada energía de las mareas suele aprovecharse embalsando agua del mar en ensenadas naturales, con el fin de hacerla pasar por una turbina hidráulica para generar electricidad.
- El agua, cuando la marea sube, debe quedar retenida, para después liberarla cuando baja la marea, obligándola a pasar por las turbinas.
- Cuando el nivel del agua sube, el nivel del mar es superior al del agua contenida en la presa o embalse.
- Al abrirse las compuertas, el agua pasa de un lado a otro del dique y el movimiento activa las turbinas de generadores de corriente ubicados cerca de los conductos por los cuales circula el agua.
- Si la marea baja, el nivel del mar será inferior porque el agua circula en sentido contrario, peor igualmente este movimiento es aprovechado para generar electricidad.
- Dicho en otras palabras, la clave de esta energía radica en la gravedad que se produce tras la alineación de la Tierra y la Luna, fenómeno que desencadena una fuerza gravitacional muy poderosa que mueve toneladas de agua hacia las playas de los océanos, ocasionando una marea alta repleta de energía potencial.
Hasta ahora, hay tres grandes métodos conocidos para la generación de la energía mareomotriz.
Presas de Mareas
Las presas son los diques ubicados en todo lo ancho de un estuario. Lo malo de este esfuerzo es que implica altos costos en construcción civil.
Generador de corriente de marea
Este tipo generación ha comenzado a tener mucho auge, por sus bajos costes. Se le conoce en ingles bajo el nombre de tidal stream generators.
Energía mareomotriz dinámica
Diferentes fases de mareas serán introducidas en la presa, acción que marcará un diferencial de nivel del agua de unos 2 o 3 metros en aguas marinas poco profundas con corrientes paralelas a la costa, tal y como ocurre en Corea del Sur, China y Reino Unido.
Cada presa puede generar una energía expresada en 6 a 17 GW.
¿En qué unidades se mide?
¿Cómo se transforma?
¿Cómo se almacena la energía mareomotriz?
Como se ha explicado, la energía mareomotriz se genera con la ayuda de grandes turbinas sumergidas en el mar las cuales giran a gran velocidad gracias a la fuerza de las mareas.
Las hélices de las turbinas rotan y producen energía que pasa a alternadores que la convierten en electricidad.
Pero no todos los lugares del planeta reúnen estas condiciones idóneas para instalar centrales mareomotrices, donde sea represada en un dique que se construye justamente para aprovechar las oscilaciones o movimientos de las mareas.
¿Qué necesitamos para producir energía mareomotriz?
Su explotación depende de la energía potencial correspondiente a la sobrelevación del nivel del mar.
Estos equipos fundamentales deben instalarse: turbinas, generadores y esclusas. La idea es aprovechar el desnivel provocado por las mareas, para generar energía entre el embalse construido y el mar exterior.
¿Es un tipo de energía eficiente?
Más bien aún es limitada, porque la potencia que disipan los mares del globo terrestre alcanza un promedio de 3 TW, pero un tercio se pierde en los mares litorales.
Para alcanzar efectividad en la explotación de esta energía, la denominada amplitud de marea debe ser muy superior a los 4 metros, en una zona geográfica adecuada. Esto elimina el 80% de la energía total disponible.
¿Es una energía renovable o no renovable?
Por lo tanto, se puede afirmar con toda propiedad que la mareomotriz es una energía renovable de grandioso potencial, donde no se generan sub productos contaminantes gaseosos, líquidos o sólidos.
¿Cuándo se descubrió la energía mareomotriz?
Desde hace varios siglos se estudia el fenómeno de las mareas y su incidencia en la generación de energía.
En las riberas de los ríos, los lugareños advirtieron con prontitud el enorme potencial de las corrientes, capaces de hacer girar las ruedas de sus molinos, construidos a orillas de reservas de agua dulce, al oeste de Francia y otros países donde las mareas son de mayor intensidad.
Aun se aprecian restos de estas maquinarias, en las costas bretonas y normandas francesas.
Un profesor francés, Belidor, fue el primero en estudiar el problema del aprovechamiento de la energía cinética de las mareas.
Sus ideas y el sistema que creó, a base de dos cuencas o receptáculos conjugados para hacer continuo el funcionamiento de esta energía, permitió que otros ingenieros franceses proyectaran una mareomotriz en el estuario de Avranches, al norte y 25 kms de la ciudad de De Brest, donde construyeron un dique que cerraba el estuario, a fin de usar la caída de la marea media, de entre 0,5 y 5,6 metros.
Este proyecto, sin embargo, fue abandonado en 1923. Pero significó el comienzo de la mareomotriz.
Después vinieron otros proyectos en Estados Unidos que no resultaron por los grandes costes asociados, como el de la central mareomotriz de Cobscook, cuyos costes asociados fueron superiores a los de centrales termoeléctricas.
La experiencia más exitosa a nivel mundial, derivada de las ideas de Belidor (Tratado de Arquitectura Hidráulica, 1927) ha perdurado en Francia. Se trata del estuario de Rance, en las costas de Bretaña, donde las mareas ofrecen grandiosos desniveles de hasta 13,5 metros, de los mejores en el mundo para aprovechar esta energía.
Unas dos mil hectáreas de intervención han sido facilitadoras de condiciones extraordinarias, porque las oscilaciones de las mareas en esta zona alcanzan un máximo de 13, 5 metros. Su rendimiento anual es de unos 800 millones de kv/h, lo que permite generar energía eléctrica para satisfacer las demandas de más de la mitad de la población de Bretaña.
Me gusta colaborar con esta página porque desde bien joven me ha encantado el funcionamiento de la naturaleza y la biología. Tenía claro que quería estudiar algo relacionado con estos temas y por eso me acabé decidiendo por Biología.
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