Marítima

La fuerza del océano siempre ha provocado respeto entre los hombres que acostumbran navegarlo, pero para muchos investigadores ha llegado la hora de aprovecharlo como fuente de energía en los hogares y negocios. La fuerza y la potencia que hacen tan atractivo al mar han inspirado a los expertos para iniciar la tarea de diseñar y construir mecanismos suficientemente fuertes y resistentes. Desde la antigüedad se han hecho uso de todos los elementos que existen en esta porción del planeta: las mareas, el oleaje y la temperatura.

Fuerza, movimiento y temperatura

En primer lugar, las mareas son el resultado del ascenso y descenso de todas las aguas oceánicas, incluyendo las del mar abierto, los golfos y las bahías. Se producen como resultado de la atracción gravitacional de la Luna y el Sol sobre el agua y la Tierra. Para generar energía eléctrica a partir de este fenómeno natural se construye un dique que almacena agua convirtiendo la energía potencial de ésta en electricidad por medio de una turbina. La energía producida es proporcional a la cantidad del agua desalojada y a la diferencia de altura existente. Mientras exista la fuerza de gravedad, se seguirán produciendo subidas y bajadas periódicas del nivel de las aguas de los océanos, por eso se considera una fuente de energía renovable que no causa contaminación del aire ni contribuye al aumento de los gases invernadero. La forma más avanzada de explotar las mareas es mediante la construcción de barreras a través de estuarios. Esta tecnología, aplicada por primera vez en los años 60, consta del empuje que producen las variaciones marítimas a través de barricadas para hacer girar las turbinas. La construcción más grande de este tipo se encuentra en La Rance, en el norte de Francia, y genera aproximadamente 240.000kW. Este tipo de plantas de energía mareal desarrollan su máxima eficiencia cuando la diferencia entre las mareas alta y baja es grande (8,5 metros de desnivel).

En el caso de las olas, los primeros experimentos que se hicieron para producir energía a partir de éstas datan de 1929, en Mónaco, donde se construyó el Rotor de Savonius y funcionaba gracias a la fuerza horizontal del oleaje. En Noruega, el Convertidor de Kvaener, basado en la Columna de Agua Oscilante, sigue funcionando con una potencia instalada de 500kW y abastece de energía eléctrica a unas cincuenta viviendas. Asimismo, se siguen desarrollando otras plantas eléctricas mediante los movimientos de las olas como la japonesa de Sakata, con una generación de 60 kW, y un complejo en Wizhinja, la India, con una generación de 150kW. Las olas concentran una gran cantidad de energía cinética, pero el número de ciclos por minuto es muy bajo (entre 3 y 30 ciclos por minuto); para obtener electricidad a partir de este movimiento hay que utilizar convertidores que transformen estas bajas frecuencias en otras mucho más altas para producir los niveles eléctricos necesarios. El sistema más recurrente para aprovechar el movimiento de las olas es el de “Columna de Agua Oscilante”; se trata de un tubo hueco que contiene aire que se comprime y expande por efecto del oleaje. El agua entra por la parte inferior y desplaza hacia arriba una columna de aire aumentando la presión; de esta manera, una turbina situada en el extremo superior del tubo absorbe toda esta energía.

La temperatura del océano también puede ser empleada para fines energéticos. También conocida como energía mareomotérmica, este sistema se basa en la diferencia de temperaturas entre la superficie y las profundidades del mar, el gradiente térmico. Estas variaciones en las zonas tropicales superan los 20 grados centígrados para una distancia inferior a 100 metros; en las zonas alejadas al Ecuador la explotación es más difícil. El primero en poner a prueba esta fuente energética fue Jacques-Arsène d’Arsonval en 1881, aunque la primera central de este tipo no se construyó hasta 1930 por su estudiante Georges Claude en Cuba. En 1979, se montó una planta de producción de energía eléctrica con 15kW de potencia usando la temperatura de la costa de Hawai; esta planta fue un prototipo de ensayo para lo que hoy es la central OTEC-1, con una capacidad de producción de 1MW.

Futuro y desarrollo

Las principales ventajas de obtener energía a partir del movimiento, la densidad o la temperatura del mar es que se trata de una energía renovable, y que ninguna de ellas emite contaminantes ni residuos durante su explotación. Es importante señalar que, con la seriedad y el fomento requeridos, la energía mareal permitiría la distribución eléctrica en puntos de difícil acceso, como barcos o plataformas, y pueden utilizarse para procesos como la extracción de plancton, cultivos marinos o desalación de agua. Según las cifras oficiales, menos de 0,1% de la energía de las olas y las mareas podrían satisfacer más de 5 veces la demanda mundial de electricidad en la actualidad. En años recientes, se han instalado estructuras costeras donde se rompen las olas, y en estuarios donde fluyen y refluyen las mareas. Australia, China, Francia, India, Japón, Portugal, los países escandinavos, y los Estados Unidos están desarrollando nuevas tecnologías de energía oceánica. Sin embargo, la maquinaria (relativamente económica de operar y mantener) debe poder resistir las tormentas y la corrosión de la sal. Además, los dispositivos para las olas también deben ser capaces de explotar olas fuertes tanto como olas débiles. Por tal motivo, para algunos gobiernos la investigación y el desarrollo para beneficiarse de la fuerza de los océanos pueden ser costosos. Pero a medida que las demandas aumentan, tanto para producir más electricidad como para reducir las emisiones de dióxido de carbono, el atractivo de una energía limpia de los mares sigue generando ideas.

A principios de 2006, sólo se contaba con una central comercial para la generación de energía proveniente de las olas situada en la isla de Islay, en Escocia. El “Limpet 500″ (Land Installed Marine Powered Energy Transformer) produce electricidad para la red de suministro de electricidad nacional de Gran Bretaña. Wavegen, empresa afiliada a Voith Siemens Hydro, e investigadores de la Universidad de Queen’s en Belfast, creen que podría haber suficiente energía renovable de las olas alrededor del Reino Unido para satisfacer las crecientes demandas de electricidad doméstica, y más. Por su parte, China posee 110 millones de kw de reservas de energía mareal, incluyendo 21 millones de kw explotables para la generación eléctrica de 58.000 millones de kwh por año. La diferencia entre los niveles de marea es grande en las provincias de Zhejiang y Fujian, cuya energía mareal representa el 80% del total disponible en el litoral del país. Las reservas de esta energía en la provincia de Zhejiang suman 10 millones de kw, y las mareas alcanzan 8,9 metros de caída en el estuario del río Qiantangjiang, el lugar más ideal para la construcción de una central mareomotriz.

Fuentes

Ross, David. Energy from Waves. Pergamon, 1979 www.ourplanet.com
Frers, Cristian.La energía del mar, una alternativa al calentamiento del planeta. Waste magazine. waste.ideal.es
spanish.china.org.cn