Energía Mareomotriz: Concepto, Uso, Importancia y Ejemplos

 

¿Qué es la energía mareomotriz?

La energía maremotriz, es una energía renovable que genera electricidad con ayuda de un alternador aprovechando la energía cinética de las mareas.

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.

Sabías qué...
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.

Ventajas y desventajas de la energía maremotriz

¿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

qué es la energía maremotrizEs 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

energía maremotrizSus  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.

  1. 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.
  2. El agua, cuando la marea sube, debe quedar retenida, para después liberarla cuando baja la marea, obligándola a pasar por las turbinas.
  3. Cuando el nivel del agua sube, el nivel del mar es superior al del agua contenida en la presa o embalse.
  4. 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.
  5. 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.
  6. 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

Este método de generación hace uso de la energía potencial existente entre la diferencia de altura entre las mareas altas y bajas.

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

Usan la energía cinética del agua en movimiento para activar las turbinas de la energía, en forma similar al impulso del aire en movimiento que las enciende las turbinas eólicas.

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

Esta energía explota la interacción existente entre la energía cinética y potencial de las corrientes de mareas. Aquí se diseña y ejecuta la construcción de presas de unos 30 a 50 kms de longitud, levantadas desde las costas hacia afuera, en el mar, pero sin encerrar un área determinada.

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?

La energía mareomotriz se mide con el gigavatio (GW). Es una unidad de potencia que equivale a mil millones de vatios y es la que se utiliza en las grandes plantas generadores de electricidad.

¿Cómo se transforma?

La energía mareomotriz aprovecha las interacciones entre las energías potencial y cinéticas registradas en los movimientos u oscilaciones de los mares, mejor conocidos como mareas.

¿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.

Para que esto ocurra, es clave una excelente amplitud de las mareas, una reserva o centro natural de almacenaje de energía potencial que debe ser transformada en energía cinética para mover las hélices de turbinas marinas, hasta pasar a los generadores de 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.

Por ejemplo:
El océano Atlántico es muy recomendable, porque se producen sobreelevaciones en el nivel de los mares superiores a los 10 metros, mientras que el Mediterráneo apenas logra mareas de alturas pobres de 20 a 40 centímetros.

¿Qué necesitamos para producir energía mareomotriz?

Su explotación depende de la energía potencial correspondiente a la sobrelevación del nivel del mar.

¿Cómo se logra? Debe construirse un dique, que implica cerrar una bahía, estuario o golfo, desconectándolo del mar exterior.

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?

La fuente natural de esta energía es inagotable, porque en este caso proviene nada más y nada menos que de la energía potencial de los mares y sus mareas.

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.

¿Quién y cuándo se inventó la energía mareomotriz?

energía maremotrizDesde 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.

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