EL MAR Y LOS OCÉANOS
FUENTE DE ENERGÍA INAGOTABLE
La energía del mar, una alternativa al calentamiento del planeta
Pero hay malas noticias... La Tierra posee algunas muestras perturbadoras. Desde Alaska hasta las cumbres nevadas de la Cordillera de los Andes, el mundo está aumentando la temperatura día a día, noche a noche y más rápido de lo que esperamos. Los resultados no son nada alentadores: el hielo se esta derritiendo, los ríos se están secando, y las costas se están erosionando, estos procesos comienzan a amenazar a las comunidades así como a la flora y a la fauna. Estas no son proyecciones, son hechos probados.
Estos cambios están sucediendo muy lejos de la mirada de cada uno de nosotros, los humanos, pero deberíamos tenerlos en mente ya que son presagios de lo que le puede suceder al resto del planeta.
Seguramente, algunos escépticos expresarán: el clima es notablemente veleidoso. Hace mil años Europa era fragante y en Inglaterra crecían las vides; hace 400 años el clima se había enfriado y el río Tamésis se congelaba con frecuencia. ¿No será el calentamiento actual otro capricho natural, algo que fluctúa?
Mejor no afirmarlo, expresan los expertos en el clima. Los ritmos naturales del clima podrían explicar algunas de las señales del aumento de la temperatura, pero hay algo más que está impulsando la fiebre que abarca a todo el planeta.
Durante siglos estuvimos acabando con los bosques y quemando carbón, petróleo y gas, arrojando a la atmósfera dióxido de carbono, y otros gases que atrapan el calor más rápido que las plantas y los océanos pueden absorberlos. El actual nivel de dióxido de carbono ya se encuentra en las 375 ppm (parte por millón), es el más elevado en cientos de milenios.
Sería interesante que comenzaran a difundirse el uso de fuentes de energía no convencionales, más conocidas como energías alternativas, como por ejemplo: la energía del mar.
La potencialidad de la energía del mar está en su abundancia, tres cuartas partes de la superficie de la Tierra están cubiertas por el mar, por lo que es una fuente con muchísimos recursos; incluso algunos informes expresan que en el mar se hallan los sustitutos de las energías convencionales.
La explotación de está energía se lleva a cabo desde hace siglos aunque la producción de electricidad no se encuentra desarrollada, más allá de casos puntuales. En el antiguo Egipto ya se utilizaban molinos de marea que aprovechaban la diferencia entre mareas.
Las principales ventajas de obtener energía eléctrica del mar es que es renovable, la abundancia del agua salada en la Tierra y que ninguna de ellas emite contaminantes o residuos durante la explotación y son poco agresivas con el medio natural. También debe señalarse que nos permiten utilizar energía 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.
Las principales fuentes para aprovechar la energía del mar son:
1) Energía de las mareas.
2) Energía de las olas.
3) Aprovechamiento del gradiente térmico del mar.
-Energía de las mareas. (mareomotriz):
La única que ha alcanzado una cierto grado de implementación es la energía de las mareas, ya que existen centrales en funcionamiento desde hace décadas. El precedente a las centrales mareomotrices está en los molinos de marea, abundantes en las costas europeas a partir del siglo XI, en especial, en Gran Bretaña, aunque hoy día son muy pocos los que se encuentran funcionando. La idea de aprovechar centrales mareomotrices data de la segunda década del siglo XX. La primera gran central mareomotriz para la producción de energía eléctrica comercial no se construyo hasta 1967 en el Estuario de Rance (Francia); es la central más importante del mundo con una potencia instalada de 240 MW, un salto de agua de 8 metros y un dique de más de 700 mts. siendo la superficie de agua embalsada de 17 Km2.
Las mareas son el movimiento periódico de las aguas del mar debido a los movimientos de la Luna alrededor de la tierra. Para generar energía eléctrica a partir de las mareas se procede a construir un dique que almacena agua convirtiendo la energía potencial de ésta en electricidad igual que en el caso de centrales hidráulicas, por medio de una turbina. La energía producida es proporcional a la cantidad del agua desalojada y a la diferencia de altura existente.
Debe tenerse en cuenta, dos condiciones físicas indispensables para que se pueda captar la energía de las mareas:
-Que la amplitud física de las mareas sea como mínimo de varios metros.
-Que la configuración de las costas permita el embalse de una importante cantidad de agua, sin que requieran obras civiles de gran costo.
Las ventajas de esta fuente de energía son claras, es una fuente muy abundante y renovable, que las mareas se repiten de forma periódica y fácilmente predecible, que se trata de una energía limpia que no genera gases que incrementen el efecto invernadero. Entre los inconvenientes cabe destacar que no es una tecnología desarrollada y que las labores de instalación y mantenimiento son complejas.
Energía de las olas (olamotriz):
Se trata de un proyecto piloto impulsado por Iberdrola, que firmó un acuerdo con la empresa estadounidense Ocean Power Technologies (OPT). La firma, creadora de las 'PowerBuoys' o boyas eléctricas, está construyendo otra planta con este sistema en una base de la Marina estadounidense en la isla de Oahu, en Hawaii.
Aprovechar la energía del mar es una vieja idea y existen varios métodos. Pero el de OPT «tiene claras ventajas respecto a otros sistemas basados en el aprovechamiento de la energía de las olas», explica Roberto Legaz, director de Desarrollo de Energías Renovables de Iberdrola y responsable del proyecto de Santoña. «La principal es que no tiene impacto visual alguno. Sobre la superficie sólo se ven las balizas que señalan la presencia de las boyas», explica Legaz.
«Otra ventaja es que no necesita motores lineales, sino que dispone de motores trifásicos convencionales», detalla Legaz. «Además, al estar sumergido es un sistema más seguro, que no corre peligro; y tiene una mayor durabilidad».
El presupuesto fue de 2,66 millones de euros, a cargo de la sociedad promotora formada por Iberdrola, que participa con un 70%, OPT, el Instituto para la Diversificación y el Ahorro de Energía (IDAE) y la Sociedad para el Desarrollo de Cantabria (Sodercan).
Roberto Legaz señala que el impacto ambiental es mínimo. «De hecho, bajo la superficie se va a crear un microambiente vivo», subraya. Las boyas actúan como una especie de arrecife artificial y atraen a numerosas especies marinas.
No afectan a la pesca y no suponen un peligro para los bañistas, pues todos los dispositivos que generan y transmiten la electricidad están aislados para evitar pérdida de corriente.
Utilizar el mar como fuente de energía no contaminante no es una idea reciente.
Los primeros sistemas empezaron a desarrollarse a raíz de la crisis del petróleo, durante los años 70 del siglo pasado, patrocinados por gobiernos como los de Japón y Reino Unido. Sin embargo, las limitaciones tecnológicas y los costes congelaron este tipo de proyectos hasta los años 90.
Las mareas y las olas son las dos principales fuentes de energía ofrecidas por el mar. En la actualidad, existen una docena de métodos que obtienen electricidad del movimiento del oleaje. Se dividen en dos tipos, los que aprovechan el movimiento horizontal de las ondas y los que, como en el caso del proyecto de la localidad cántabra de Santoña, se basan en sus oscilaciones verticales.
Son variadas las formas aprovechar el gran potencial que ofrecen los oceanos, como por ejemplo, la energía undimotriz, producida por el movimiento de las olas. Esta fuente de energía resulta ser muy irregular, por lo que se han desarrollado múltiples prototipos capaces de aprovechar su energía. Entre ellos se encuentran los denominados de primera generación que se caracterizan por estar integrados en estructuras fijas en la costa (diques rompeolas y acantilados) o fijos sobre el fondo.
Mientras que los de segunda generación se encuentran más alejados de la costa y en aguas poco profundas y pueden tratarse de estructuras flotantes o ubicadas sobre el fondo.
Por último, estas los dispositivos de tercera generación, que pueden ser flotantes o sumergidos y están ubicados en aguas profundas (hasta los 100 metros).
Actualmente se utilizan distintas tecnologías para captar la energía de las olas. En la Columna de Agua Oscilante (OWC-Oscillating Water Column) el movimiento de las olas hace subir y bajar el nivel de agua de una cámara semi-sumergida y abierta por la parte inferior. Dicho movimiento oscilatorio hace desplazar el volumen de aire por encima del agua, lo que genera un flujo de aire capaz de accionar una turbina.
Estas instalaciones se encuentran normalmente cerca de la costa o en rompientes, como es el caso del proyecto de Mutriku (País Vasco).
Otros dispositivos que aprovechan la energías de las olas son los denominados Absorbedores o Atenuadores. En el primer caso se trata de estructuras flotantes capaces de absorber la energía de la ola sea cual sea la dirección del oleaje. Con el movimiento de las olas el dispositivo se mueve de hacia arriba y hacia abajo, movimiento mecánico que es convertido después en energía eléctrica.
Los Atenuadores están formados por grandes cilindros articulados, parcialmente sumergidos y unidos por juntas de bisagra. La ola induce un movimiento entre dichas secciones, lo que activa un sistema hidráulico acoplado a un generador eléctrico.
No obstante existen muchos otros dispositivos capaces de aprovechar la energía de las olas como son los sistemas de rebosamiento, efecto Arquímides (Archimides Wave Swing-AWS), sistemas de impacto o los terminadores.
Por otro lado, la energía maremotriz trata de obtener energía del ascenso y descenso del mar provocado por las mareas. Un depósito de agua a modo de embalse se llena durante la pleamar y se vacía con la bajamar, hasta que se alcanza una diferencia de nivel adecuada entre el mar y el embalse. A partir de este momento se hace pasar el agua a través de una turbina que genera electricidad.
Para que esta tecnología sea rentable, se necesita un salto de marea superior a 5 metros, lo que sólo ocurre en lugares muy determinados. Además, supone un importante impacto ambiental ya que las ubicaciones óptimas se encuentran normalmente en estuarios o bahías con una gran variedad biológica. La mayor instalación de este tipo es la central de La Rance en Francia que comenzó a funcionar en 1967 y genera anualmente 4.400 GWh con una potencia instalada de 240 MW.
Las corrientes marinas también son capaces de generar energía. La tecnología actual es muy parecida a la eólica marina pero en este caso los dispositivos se encuentran sumergidos. El rotor de la turbina va montado en una estructura apoyada en el fondo o sobre un sistema flotante. Serían necesarias corrientes con velocidades entre 1 y 3 m/s para la rentabilidad de la instalación, lo que una vez más limita las ubicaciones para éste tipo de tecnología. Actualmente, el mayor potencial se encuentra en el Reino Unido.
Las tecnologías de Gradiente Térmico (Ocean Thermal Energy Conversion-OTEC) son capaces de aprovechar la diferencia de temperatura existente entre la superficie del mar y las zonas profundas, es decir, lo que se conoce como gradiente térmico oceánico. Se necesita una diferencia de temperatura superior a 20ºC, por lo que las regiones ecuatoriales y subtropicales son las más adecuadas para este tipo de energía.
Hay que resaltar que a pesar de su alto potencial las investigaciones y proyectos se encuentran todavía en una fase preliminar. A pesar de ello se han realizado instalaciones de carácter experimental en Hawai, India y Japón. Entre ellas destaca la plataforma flotante instalada en India en 2001 con una potencia de 1 MW. Dicha plataforma denominada Sagar shakti (en sánscrito, “el poder del océano”) fue puesta en marcha por el National Institute of Ocean Technology de la India y la Universidad de Saga (Japón). Está ubicada a 40 kilómetros de la costa de Tamilnadu y se trata de una plataforma flotante que utiliza agua recogida a 1.000 metros de profundidad.
Por último, se encuentran las tecnologías de Presión Osmótica (también denominado Energía Azul) y Gradiente Salino. La primera de ellas se basa en el fenómeno de la ósmosis, por lo que son capaces de aprovechar la diferencia de presión existente entre agua dulce y el agua salada para producir energía.
El grupo energético estatal noruego Statkraft ha inaugurado el primer prototipo en el mundo de éste tipo de tecnología, situado en el fiordo de Oslo.
En el caso del gradiente salino se obtiene energía por la diferencia de la concentración de sal existente entre el agua de mar y el agua de los ríos. Cuando el agua dulce se mezcla con agua salada se produce una liberación de energía que en teoría podría ser aprovechada.
Es importante reconocer el alto potencial de esta tecnología aunque se encuentra todavía poco desarrollada y su coste sigue siendo muy elevado.
-Aprovechamiento del gradiente térmico del mar (mareomotérmica):
Este ciclo puede ser abierto o cerrado. En el ciclo abierto, el fluido de operación es la misma agua cálida de la superficie del mar, mientras que en el ciclo cerrado se utiliza un fluido de trabajo de bajo punto de ebullición (como el amoníaco o el propano). Los dos ciclos son igualmente utilizados ya que ambos presentas tanto ventajas como algunos inconvenientes.Así, los componentes principales de una planta térmica oceánica serían los siguientes:
El pionero de la energía mareomotérmica fue en 1881 D´Arsonval, aunque la primera central de este tipo no se construyó hasta 1930 en Cuba, central que tuvo una corta vida. En 1979 se montó una planta de producción de energía eléctrica de potencia 15 kW usando energía mareomotriz en la costa de Hawai; esta planta fue un prototipo de ensayo de la central OTEC-1 en funcionamiento en la actualidad y de potencia instalada 1 MW, ambas funcionan con un ciclo cerrado. También funciona en Japón otra central con la misma potencia que la OTEC-1.
La energía mareomotérmica está basada en la diferencia de temperaturas entre la superficie y las profundidades del mar, el gradiente térmico. Las variaciones de temperatura en las zonas tropicales superan los 20 grados centígrados para una distancia inferior a 100 metros; en las zonas alejadas del Ecuador las explotación es más difícil.
Las marcas que está dejando el calentamiento en el planeta son impresionantes, sólo son una muestra de los estragos que podría traer este siglo. ¿Podremos actuar a tiempo para evitarlos? La Tierra lo dirá.
-Energía de las Corrientes Marinas:
-Energía osmótica (de los gradientes de salinidad):
Este nuevo tipo de energía renovable está basado en un fenomeno natural llamado osmosis, que podemos definir como el paso del agua a través de una menbrana semipermeable y es el mismo fenómeno que utilizan las plantas para absorber la humedad a través de sus hojas y retenerla, manteniendo así su hidratación.
Ahora la empresa Stalkraft ha centrado su atención en la gran cantidad de energia que se libera cuando una masa de agua dulce se encuentra con otra de agua salada, por ejemplo en la desembocadura de un rio en el mar. Esta energia puede ser utilizada para generar electricidad mediante osmosis. En la planta de producción de separar el agua salada del agua dulce en cámaras estancas con una membrana semipermeable. La presión que ejercen las moléculas de sal del agua salada sobre el agua dulce a través de dicha membrana incrementa la presión en la cámara del agua salada, Esta presión equivale a ujna cascada de 120 metros de agua y es capaz de mover una turbina que genera electricidad. El resultado seria una fuente de energía renovable y limpia.
"En tiempos de cambio climático y de necesidad de producir energía limpia, estamos muy orgullosos de presentar una fuente de energía renovable que hasta ahora nunca había sido utilizada", ha dicho Bard Mikkelsen, CEO de Stalkraft.
El gran desafio al que se enfrenta ahora la empresa es la fabricación de una membrana que se ajuste a las necesidades que este tipo de nergía requiere. Esta es una cuestión muy compleja, ya que en los años 70 se intentó generar energía con este método y la ausencia de una membrana compatible paró el proyecto. Sin embargo, con la planta piloto en marcha -que hasta ahora se utilizado sólo para el estudio del potencial de la ósmosis-, Mikkelsen creen que pueden llegar a "producir de un modo competitivo y a gran escala". Su objetivo es que en unos años ya puedan abastecer a miles de hogares norugos con energía osmótica.
Pero no todo son opiniones positivas acerca de este proyecto. Algunos científicos, como Ian Fells, se han mostrado escépticos porque consideran que la inversión es demasiado costosa y que puede afectar al ecosistema marino.
De todos modos, el proyecto necesita tiempo para desarrollarse completamente, así que tendremos que esperar unos años para saber si la energía osmótica se consolida como una alternativa real para acabar con el cambio climático.
Pedro Flores
Escrito por Pedro Flores de la Huerga el 12/02/2017 a las 19:51
Comentarios (2)
15-05-2017 a las 18:26 #1
Pedro
Flores de la Huerga
La energía eólica marina reflota al sector naval español
El megaproyecto de Wikinger en Alemania, totalmente «made in Spain», es el emblema del cambio de modelo
A 75 kilómetros mar adentro, frente a la costa norte de Alemania, se levanta el parque eólico marino Wikinger (Vikingos), una inversión de 1.400 millones de euros en una superficie de 34 kilómetros cuadrados que a finales de año estará produciendo 350 megavatios, energía suficiente para cubrir las necesidades eléctricas de más de 350.000 hogares alemanes. A pesar del duro invierno de este año, hay ya 17 aerogeneradores instalados, cada uno de ellos comparable por sus dimensiones con la Torre Eifel, listos para aprovechar la fuerza de los constantes vientos y la escasa profundidad del suelo marino en esa zona, a la que se accede desde el puerto de Mukran.
El proyecto encaja como un guante en la estrategia energética deAlemania, país que tiene legislado su apagón nuclear para 2022y que fabrica a toda prisa infraestructuras para sustituir la atómica por energías limpias. Su peculiaridad es que se trata de un proyecto 100% español, que está sirviendo además para revitalizar la industria naval nacional.
«Know how»
Iberdrola, concesionaria del proyecto, ya había acumulado experiencia en asociación con la danesa Dong Energy en el Mar de Irlanda, obteniendo producciones de energía un 20% superiores a las previstas. Ahora está empleando el «know how» adquirido anteriormente en la implantación de este parque y apoyándose exclusivamente en empresas españolas, favoreciendo una reconversión del sufrido sector de los astilleros en Cádiz, Ferrol y Avilés hacia un campo con mucha mayor demanda como es el de las energías renovables.
Concretamenteen Ferrol se fabrican los jackets, las estructuras de sujeción de hierro de cuatro patas y de 40 metros de altura que se anclan al fondo del mar. El corazón tecnológico del parque, la subestación Andalucía, se construyó en Navantia, Cádiz, y en los bares del puerto de Mukran y la isla vacacional de Rugen, muy apreciada por la tercera edad alemana, han comenzado a aparecer carteles de ofertas de menús en español, dado el gran número de trabajadores que acude a las instalaciones.
La asturiana Windar se ocupa de las 70 torresque compondrán el total del parque, además de la construcción de 116 pilotes, los gigantescos tornillos que sujetan la estructura al fondo, en su fábrica de Avilés.Gamesa fabrica en Alemania las 70 turbinas a través de una alianza localy el Centro Nacional de Supercomputación de Barcelona (BSC) ha sido el responsable de identificar el emplazamiento de cada aerogenerador en el punto exacto más adecuado según los vientos. Empresas históricas en España y que estaban sumidas en una grave crisis han aprendido a trabajar en este nuevo sector y disponen a raíz de este proyecto de contratos firmados hasta 2022, lo que supone una perspectiva de futuro a medio plazo de las que muy pocos sectores en España pueden presumir.
Cuando se aborde la conexión a la red en septiembre y se celebre la inauguración en octubre, el sector español de astilleros habrá dado su primer gran paso en un mercado de futuro con demanda asegurada durante las próximas décadas. Y todo indica que esto no ha hecho más que empezar.
A través de su filial estadounidense,Avangrid, Iberdrola acaba de entrar en el proyecto eólico marino Vineyard Wind, en la costa de Massachusetts,cuya construcción comenzará en el año 2020. Así, Avangrid Renewables ha adquirido el 50% de Vineyard Wind, la empresa promotora del proyecto, hasta ahora propiedad de Copenhagen Infrastructure Partners (CIP). La construcción del parque eólico de Vineyard Wind, cuya capacidad final se decidirá en función de los estudios técnicos y las características del área de concesión, supone un importante acuerdo de cooperación estratégica. La combinación de los conocimientos de Avangrid Renewables en materia de energías renovables en Estados Unidos, la experiencia en financiación de infraestructuras de Copenhagen Infrastructure Partners y la especialización de Iberdrola en proyectos de eólica marina ofrecen, sin duda, una importante ventaja competitiva en un sector todavía en desarrollo.
Por lo que respecta a Europa, tres operadores del sistema eléctrico, Tennet en Holanda, Tennet en Alemania y Energinet de Dinamarca, han presentado a la Comisión Europea un plan para desarrollar un gran sistema de transporte de electricidad de origen eólico con base en el mar de Norte.El proyecto estrella es la construcción de una o varias islas artificiales,rodeadas de parques eólicos, que actuarán como un gran nudo de conexión para distribuir la electricidad limpia a los países ribereños del mar del Norte. Con un coste de unos 1.270 millones de euros, podría ser una realidad entre 2030 y 2050, ofreciendo hasta entonces grandes oportunidades a empresas españolas ya posicionadas.La isla estaría situada casi en el centro del mar del Norte,a unos 100 kilómetros de las costas británicas, justo a la altura del banco de arena (el denominado Dogger Bank), donde las aguas tienen una profundidad de entre 15 y 36 metros. No muy lejos de esa ubicación se encuentra el siguiente proyecto que tiene Iberdrola, East Anglia One(EA1), un proyecto de 714 MW, la energía que consumen medio millón de hogares y que supone una inversión de 3.000 millones. Las obras comenzarán el próximo año, con final previsto para 2019 o 2020.
La energía eólica marina, según la Agencia Internacional de la Energía, vive una gran expansión en el mundo, aunque el 90% de la potencia instalada se encuentra en Europa. En Alemania, en mayo del año pasado, las plantas de energías alternativas generaron hasta el 87,6% de toda la electricidad consumida en el país, un récord histórico que apunta a la solvencia del abastecimiento.
13-02-2017 a las 12:21 #2
Alfonso
Cobo Gonzalez
Pedro: Enhorabuena por tu articulo.Ojala se implantasen los mas adecuados para cada zona y asi eliminar la contaminacion y los males del
efecto invernadero.
Alfonso Cobo
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