10 marzo 2013

Aprovechando las mareas: Energía mareomotriz

Existen varias tecnologías capaces de aprovechar la energía del mar. En esta entrada nos centraremos en la energía mareomotriz; aquella que resulta de aprovechar las mareas; es decir, la diferencia de altura de los mares según la posición relativa de la Tierra, la Luna y el Sol, y que resulta de la atracción gravitatoria de esta última y del Sol sobre las masas de agua de los mares.


Podéis ver algunas animaciones sobre la energía mareomotriz en las siguientes animaciones sobre la energía del mar:

Existen básicamente dos técnicas básicas de conversión de la energía de las mareas en energía eléctrica: La primera implica la conversión de la potencia del movimiento horizontal del agua en electricidad; es decir, de las corrientes provocadas por las mareas. La segunda consiste en el aprovechamiento de la energía potencial del agua con la subida y bajada de los niveles de agua.

Generador de la corriente de marea


Los generadores de corriente de marea (Tidal Stream Generators o ETG) hacen uso turbinas que aprovechan las corrientes marinas que se dan durante las mareas, de modo similar a cómo lo haría una turbina eólica con el viento. Dichas turbinas se encuentran sumergidas total o parcialmente en el mar. Puesto que el agua es unas 800 veces más densa que el aire, los ETG deben ser mucho más robustos que  los aerogeneradores, por lo que la transformación de energía es más eficiente que en el caso de la energía eólica. Este método está ganando popularidad debido a costos más bajos y a un menor impacto ecológico en comparación con las presas de marea.


Presas de mareas



Con un principio de funcionamiento similar al de los antiguos molinos de marea, una central mareomotriz se basa en el almacenamiento de agua en un embalse formado al construir un dique con unas compuertas que permiten la entrada de agua o caudal a través de unas turbinas reversibles generando energía eléctrica. Cuando la marea sube, se abren las compuertas y el agua mueve las turbinas en su camino hacia el estuario. Alcanzada la pleamar se cierran las compuertas para retener el agua. Al bajar la marea se va creando un desnivel entre el agua embalsada y el mar. Cuando la marea está próxima a su punto más bajo (bajamar) se abren las compuertas de nuevo para evacuar el agua retenida hacia el mar, moviéndose de nuevo las turbinas.


El empleo de las mareas como fuente de energía presenta una serie de VENTAJAS:
  • Es renovable, en tanto que la fuente de energía primaria no se agota por su explotación.
  • El ritmo de las mareas es 100% predecible, no depende de la época del año, ni del clima ofreciendo una fuente de energía fiable.
  • Costes de producción mucho más baratos que con la energía térmica, incluso que la nuclear.
  • No emite CO2 a la atmósfera ni otros gases de efecto invernadero.
  • Sirven de atracción turística (unas 70000 personas visitan al año la central de La Rance en Francia.
  • Las barreras pueden usarse como nuevas vías de comunicación terrestre.


A pesar de ser una fuente de energía renovable, presenta una serie de INCONVENIENTES tales como:

  • Precisan  un estuario, bahía o ría donde el mar penetre siendo únicamente rentable en zonas costeras donde la diferencia entre la bajamar y la pleamar sea de unos 5 m. Por tanto sólo es aprovechable en unos pocos lugares en el mundo.
  • Sólo producen energía eléctrica durante unas 12.4 horas al día. Además, la marea sigue el ritmo de la luna y no del sol, de manera que hay un retardo diario de 30 min., en las horas en que dichas energía está disponible.
  • La construcción de una barrera en estas zonas presenta un elevado coste económico.
  • Tanto durante su construcción como funcionamiento altera de manera significativa el ecosistema de la zona. La modificación de los sedimentos, la turbidez y la salinidad del agua afecta gravemente a la fauna y flora del entorno.

Como consecuencia de sus desventajas, a día de hoy son escasas las centrales de este tipo en el mundo. Hasta la inauguración en 2011 de la central mareomotriz de Sihwa Lake (Corea del Sur) con una capacidad de 254 MW, la instalación mareomotriz más importante del mundo era la central de La Rance (Francia) inagurada en 1966. Esta planta, con sus 24 turbinas de 10 MW cada una, produce al año unos 540 millones de kilovatio-hora (540 GWh), suficiente para cubrir el 45-60% del consumo eléctrico de toda la Bretaña Francesa. La capacidad de ambas será superada con creces en 2019 si la construcción de la Incheon Tidal Power Station llega a buen puerto (se espera que opere con 44 turbinas de unos 30 MW cada una, para una capacidad entre 818-1320 MW y una producción anual de 2,414 GWh). En el blog Fieras de la Ingeniería podéis ampliar documentación sobre las plantas de energía mareomotriz más grandes del mundo.





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