Las energías mareomotriz y energía undimotriz se están consolidando como fuentes prometedoras de energía renovable, aprovechando la potencia natural de los océanos para generar electricidad de manera sostenible. A medida que el mundo busca alternativas a los combustibles fósiles, estas tecnologías emergen como soluciones viables para un futuro energético más limpio.
¿Qué es la Energía Mareomotriz?
La energía mareomotriz se genera a partir del movimiento de las mareas, que son causadas por la atracción gravitacional de la luna y el sol sobre la Tierra. Este tipo de energía se captura mediante turbinas ubicadas en lugares estratégicos donde las mareas son particularmente fuertes, conocidas como «puntos calientes» de corrientes mareomotrices.
¿Sabías que...?
Tiene una densidad energética
5 veces mayor que la energía eólica
y 10 veces mayor que la energía solar
Funcionamiento de las Turbinas Mareomotrices
Las turbinas mareomotrices funcionan de manera similar a las turbinas eólicas, pero están diseñadas para operar bajo el agua. Estas turbinas son impulsadas por las corrientes de marea, convirtiendo la energía cinética del agua en energía mecánica, que luego se transforma en electricidad a través de generadores y es integrada a la red para su consumo.
La European Marine Energy Centre (EMEC) en Escocia ha sido pionera en proporcionar instalaciones de prueba en mar abierto para estas tecnologías, facilitando su desarrollo y optimización.
¿Qué es la Energía Undimotriz?
La energía undimotriz, por otro lado, aprovecha la energía de las olas superficiales del océano. Las olas son generadas principalmente por el viento que sopla sobre la superficie del agua y contienen una cantidad significativa de energía que puede ser capturada y convertida en electricidad.
Energía de las Olas: tecnologías para su captura
Existen diversas tecnologías que nos permiten utilizar la energía generada por el movimiento de las olas aplicadas a dispositivos de alta eficiencia convertidores de energía de oleaje
Columnas de Agua Oscilante (OWC)
Capturan la energía de las olas a través de un proceso mecánico y aerodinámico. El funcionamiento básico es el siguiente:
- Estructura: Una OWC generalmente consiste en una cámara parcialmente sumergida, abierta al mar por la parte inferior y cerrada en la parte superior, que contiene aire.
- Movimiento del agua: Cuando una ola entra en la cámara, el nivel del agua dentro de la cámara sube, comprimiendo el aire en la parte superior. Cuando la ola retrocede, el nivel del agua baja y el aire se descomprime.
- Generación de aire comprimido: Este movimiento oscilante del agua hace que el aire en la cámara se comprima y descomprima de manera cíclica.
- Turbina de aire: El aire comprimido es forzado a pasar a través de una turbina de aire, la cual está conectada a un generador. El flujo bidireccional del aire (entrada y salida) mueve las palas de la turbina, generando electricidad.
- Salida de energía: La energía generada se transmite a la costa a través de cables submarinos y se integra en la red eléctrica.
Este sistema es eficiente porque el agua de mar actúa como un pistón natural, y el aire en movimiento acciona la turbina, generando energía sin necesidad de partes móviles sumergidas, lo que reduce el desgaste y los costes de mantenimiento.
Un ejemplo de la eficacia de esta tecnología es el Proyecto de Mutriku, que abastece a la ciudad homónima (en el País Vasco, España).
Boyas Flotantes Undimotriz
Capturan la energía del movimiento vertical y horizontal de las olas. El funcionamiento básico es el siguiente:
- Estructura: Las boyas flotantes son dispositivos que se colocan en la superficie del mar. Están ancladas al fondo marino, pero pueden moverse libremente con las olas.
- Movimiento de la boya: A medida que las olas pasan, las boyas se desplazan hacia arriba y hacia abajo, y en algunos diseños, también de manera horizontal. Este movimiento genera energía cinética.
- Mecanismo de conversión: El movimiento de las boyas se convierte en energía a través de diferentes mecanismos. Algunos diseños utilizan pistones hidráulicos, otros utilizan sistemas de generadores lineales que convierten el movimiento vertical directamente en electricidad.
- Pistones hidráulicos: En este diseño, el movimiento de la boya acciona un pistón que comprime un fluido hidráulico. El fluido a alta presión mueve una turbina que, a su vez, acciona un generador eléctrico.
- Generadores lineales: En otros diseños, el movimiento de la boya mueve un imán a través de una bobina de cable, generando electricidad mediante inducción electromagnética.
- Transmisión de Energía: Al igual que en las OWCs, la electricidad generada por las boyas se transmite a la costa a través de cables submarinos y se distribuye a la red eléctrica.
Existe un proyecto en desarrollo en el que se concentran las expectativas, el Proyecto de Santoña, el cual pertenece al Plan de Sostenibilidad Energética de Cantabria y ya ha arrojado resultados positivos.
Pato de Salter
Es uno de los primeros dispositivos diseñados para capturar la energía de las olas. Este, desarrollado por Stephen Salter en los años 70, consiste en una serie de boyas en forma de patos que se mueven con las olas, transformando ese movimiento en energía utilizable.
Balsa de Cockerell
Es otra tecnología pionera en el campo de la energía undimotriz. Diseñada por Christopher Cockerell, este dispositivo utiliza una plataforma flotante que se mueve con las olas, generando electricidad a partir del movimiento relativo entre diferentes partes de la balsa
Pelamis
El Pelamis es un convertidor de energía de las olas más moderno, desarrollado en el Reino Unido. Consiste en una serie de secciones articuladas que se mueven con las olas, generando electricidad a través de cilindros hidráulicos situados entre las secciones.
Esta tecnología ha sido probada con éxito en condiciones reales de mar abierto, demostrando su viabilidad, en el proyecto Pelamis P2-002 de Wave Energy Scotland.
Ventajas de la Energía Mareomotriz y Undimotriz
Sostenibilidad y reducción de emisiones
Uno de los principales beneficios de la energía mareomotriz y undimotriz es su sostenibilidad. Estas fuentes de energía no emiten gases de efecto invernadero durante su operación, lo que las convierte en opciones ideales para reducir la huella de carbono y combatir el cambio climático. Además, al ser renovables, estas fuentes de energía no se agotan, asegurando un suministro continuo a largo plazo.
Previsibilidad y fiabilidad
A diferencia de otras fuentes de energía renovable como la solar y la eólica, la energía mareomotriz es altamente previsible. Las mareas y las olas siguen patrones regulares y pueden ser predichas con precisión, lo que facilita la planificación y gestión de la generación de energía. Esta previsibilidad proporciona una fuente de energía más fiable y estable, crucial para la integración en la red eléctrica.
Impacto económico y desarrollo local
El desarrollo de proyectos de energía marina también tiene un impacto económico positivo, generando empleos en ingeniería, construcción y mantenimiento. Además, estas instalaciones pueden impulsar el desarrollo económico de las comunidades costeras, proporcionando nuevas oportunidades de inversión y crecimiento.
Desventajas de la Energía Mareomotriz y Undimotriz
Costos iniciales y financiamiento
Uno de los principales desafíos en el desarrollo de tecnologías mareomotrices y undimotrices es el alto costo inicial. La investigación, el desarrollo y la instalación de estos sistemas requieren inversiones significativas. Sin embargo, iniciativas gubernamentales y fondos específicos, como los proporcionados por Wave Energy Scotland y otras organizaciones internacionales, están ayudando a mitigar estos costos.
Tecnologías en desarrollo y casos de éxito
Existen numerosos proyectos y tecnologías en desarrollo que demuestran el potencial de la energía mareomotriz y undimotriz. Por ejemplo, el proyecto Swansea Bay Tidal Lagoon en el Reino Unido se ha destacado por su enfoque innovador para aprovechar las mareas, proporcionando no solo energía sino también beneficios recreativos y económicos para la comunidad local.
Otro caso notable es el desarrollo de la tecnología Deep Green por Minesto, que utiliza un diseño innovador para generar electricidad de manera eficiente a partir de las corrientes de marea.
Impacto ambiental
La instalación de turbinas y otros dispositivos puede afectar a los ecosistemas marinos y a las especies que habitan en ellos. Por ello, se están llevando a cabo estudios exhaustivos para asegurar que estas tecnologías sean lo menos invasivas posible.
Futuro de la Energía Mareomotriz y Undimotriz
Integración y escalabilidad
El futuro de la energía mareomotriz y undimotriz depende de su capacidad para integrarse eficientemente en las redes eléctricas existentes y su escalabilidad para satisfacer demandas energéticas mayores. Las innovaciones en almacenamiento de energía y tecnologías híbridas que combinan varias fuentes renovables pueden jugar un papel crucial en esta integración.
Colaboración internacional y política
La colaboración internacional y el apoyo gubernamental son esenciales para el avance de estas tecnologías. Programas de colaboración como el Proyecto Ocean Lider y otras iniciativas europeas están facilitando el intercambio de conocimientos y recursos para acelerar el desarrollo de la energía marina.