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ENERGIA PROCEDENTE DE LOS OCEANOS Y MARES
Jose Manuel Arroyo Rosa Página 1
ENERGIA PROCEDENTEDE LOS OCEANOS Y MARES
Varios países pugnan por ser los primeros del mundo en aprovechar a gran escala la
energía producida por las corrientes marinas.
En Escocia, conscientes del enorme potencial de sus costas y de su dependencia hacia
los combustibles no renovables, su Gobierno ha lanzado incluso un premio, denominado
Saltire, que ofrece 14 millones de euros a quien presente un proyecto innovador en
energía marina.
Escocia ofrece un premio de 14 millones de euros a quien presente un proyecto
innovador en energía marina
Por su parte, la compañía Scottish Power quiere contar para verano de 2009 con tres
instalaciones ubicadas en las costas escocesas e irlandesas. La idea es sumergir en cada
una 20 turbinas de tipo Lànstrøm, diseñadas por la empresa noruega Hammerfest Strøm
y capaces de funcionar a cien metros de profundidad.
Sus 30 metros de alto y sus palas de 20 metros de longitud permiten a esta turbina
desarrollar un megavatio (MW) de potencia.
Los responsables de la empresa escocesa pretenden poner a pleno rendimiento en 2011
estas instalaciones, por lo que sus 60 MW totales podrían suministrar electricidad a
40.000 hogares.
Europa es en este sentido pionera en turbinas para corrientes marinas.
A mediados de 2008, la empresa inglesa Marine Current Turbines instalaba en las
costas de Strangford (Irlanda del Norte) una superturbina denominada "Seagen". Con 43
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metros de punta a punta y dos rotores de 16 metros de diámetro, genera 1,2 MW,
suficiente para abastecer a mil hogares.
Por el momento sus responsables estudian la viabilidad de la turbina y su posible
impacto ambiental, pero si todo va como esperan, su objetivo es contar para 2011 con
una granja de turbinas de 10,5 MW en la costa galesa de Anglesey.
-En Francia, la empresa HydroHelix Energies y la Agencia del Medioambiente y la
Energía (ADEME) desarrollan el proyecto "Sabella".
En este caso, se trata de un grupo de cinco turbinas alineadas con hélices de tres metros
de diámetro, y su principal característica diferencial con otras turbinas es que giran de
manera más lenta y estable.
En este sentido, se estima que el 70% de las corrientes marinas mundiales fluyen
demasiado lentas para la tecnología actual.
Fuera de la UE, otros países también albergan proyectos interesantes. En Corea del Sur
planean una gran instalación: la empresa británica Lunar Energy, especializada en
energía marina, y la Korean Midland Power Co (KOMIPO) pretenden contar para 2015
con un campo de 300 turbinas en la costa surcoreana que ofrecería electricidad a
200.000 hogares con sus 300 MW de potencia
. Por el momento, esperan instalar hacia marzo de 2009 una planta piloto de un MW,
para probar sus características y evaluar su impacto medioambiental.
Otro país asiático que quiere instalar esta tecnología es Taiwán.
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Los responsables del Ministerio de Economía anunciaban el año pasado su intención de
aprovechar la corriente marina Kuroshio, o corriente Negra, que pasa por sus costas.
En Estados Unidos, el Centro de Excelencia en Tecnología Energética Oceánica
también quiere servirse de la potencia de la corriente del Golfo de Florida en su caso y
disponen ya de un prototipo en pruebas.
Proyectos vanguardistas
Otras iniciativas se centran en modelos que quieren ir más allá de las turbinas de hélice
convencionales.
Un grupo de ingenieros de la Universidad de Oxford ha presentado el prototipo
THAWT, unas siglas que dan una pista de su novedad: turbina de agua transversal
horizontal axial. Se trata de un rotor cilíndrico que gira en torno a un largo eje con el
flujo del agua.
Sus creadores creen que puede desarrollar 12 MW, y requiere un 60% menos de costes
de construcción y un 40% menos de mantenimiento.
Otros investigadores se apoyan en la Biomímica, la ciencia que imita a la Naturaleza,
para el desarrollo de sus ingenios.
En la Universidad de Michigan, un grupo de científicos ha diseñado una nueva
tecnología que se basa en los peces para aprovechar los remolinos que causan los
fluidos en torno a un cuerpo.
El principal punto fuerte de este prototipo, denominado "Vivace" (vibraciones
inducidas por un vórtice), es que puede aprovechar las lentas corrientes acuáticas que
las turbinas convencionales no pueden.
Por ello, el sistema abre enormemente las posibilidades, incluso para aprovechar las
corrientes de los ríos, según sus responsables.
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-En Australia, la compañía BioPower Systems ha creado "Biowave", un sistema que
imita el movimiento de las plantas subacuáticas para generar electricidad
En la actualidad sus responsables prueban un prototipo de 0,25 MW en la costa de
Tasmania.
Por su parte, Tim Finnigan, un ingeniero marino de la Universidad de Sidney, ha creado
un colector de energía oceánica inspirado en la cola de los tiburones.
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El lento movimiento de las corrientes oceánicas y fluviales puede convertirse en una
fuente de energía fiable y asequible.
Un ingeniero de la Universidad de Michigan ha diseñado un mecanismo que aprovecha
la “tecnología del pez” para la generación de energía a partir de los remolinos que
causan los fluidos en torno a un cuerpo.
La máquina se llama VIVACE y es capaz de funcionar en corrientes que fluyen a
velocidades inferiores a dos nudos.
Según su creador, este dispositivo no depende de las olas, ni de las mareas, ni de
turbinas o presas para su funcionamiento.
Es un sistema de energía hidrocinética que se basa en las vibraciones inducidas por un
remolino de agua. Los cálculos hechos por este ingeniero dicen que sería una energía
más barata que otras energías renovables como la eólica o la solar.
Un ingeniero de la universidad norteamericana de Michigan ha ideado una máquina que
funciona como un pez para convertir las vibraciones potencialmente destructivas que se
encuentran en un fluido en una fuente de energía renovable.
La máquina se llama VIVACE (Vortex Induced Vibrations for Aquatic Clean Energy) y
es el primer dispositivo conocido hasta la fecha que puede aprovechar la energía que se
genera en la mayor parte de las corrientes acuáticas.
Según informó la Universidad en un comunicado VIVACE tiene la particularidad de
funcionar en corrientes que se mueven más despacio que dos nudos (un nudo equivale a
1,852 kilómetros por hora).
La mayor parte de las corrientes de agua en nuestro planeta se mueven a menos de 2
nudos.
Otras tecnologías para extraer energía del agua, como las turbinas y los molinos de
agua, necesitan que el agua fluya a una media de 5 nudos para poder funcionar con la
suficiente eficiencia.
VIVACE no depende de las olas, ni de las mareas, ni de turbinas o presas para su
funcionamiento.
Es un sistema de energía hidrocinética que se basa en las vibraciones inducidas por un
remolino de agua.
Las vibraciones inducidas por remolinos son ondulaciones que causa un objeto
redondeado o con forma de cilindro en un flujo de fluidos, ya sea en el aire o en el agua.
Propiedades destructivas
La presencia del objeto causa desviaciones y trastornos en la velocidad de la corriente a
medida que pasa en torno al objeto.
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Esto causa remolinos, o vórtices, que se forman de acuerdo a pautas en los lados
opuestos del objeto.
Estos vórtices empujan al objeto hacia arriba y hacia abajo, o a izquierda y derecha, de
manera perpendicular a la corriente.
Estas vibraciones, que también se dan en el viento, fueron las responsables de que se
cayera el puente Tacoma (Washington) en 1940 así como de la destrucción de varias
torres de refrigeración en la central energética Ferrybridge (Inglaterra) en 1965.
En el agua, las mismas vibraciones dañan con frecuencia muelles o plataformas
petrolíferas.
“En los últimos 25 años los ingenieros hemos tratado de suprimir las vibraciones
inducidas por vórtices”, explicó Michael Bernitsas, que es profesor en el Departamento
de Arquitectura Naval e Ingeniería Marina de la Universidad de Michigan, y creador del
artefacto.
“Pero ahora hacemos exactamente lo opuesto. Realzamos las vibraciones y ponemos
riendas a esta fuerza poderosa y destructiva en la naturaleza”.
Los peces hace mucho que saben cómo utilizar estos vórtices a su favor.
Su fuerza muscular no podría por sí misma propulsarlos a través del agua a la velocidad
que se mueven, de modo que los peces navegan siempre a la estala de otro.
La primera versión de la máquina no se parece en nada a un pez, aunque este ingeniero
dice que las versiones futuras tendrán el equivalente de una cola y una aspereza de
superficie parecida a la de las escamas.
El prototipo es simplemente un cilindro delgado sujeto con resortes y que pende
horizontalmente a través del flujo del agua en un tanque del tamaño de un remolque de
tractor.
El agua en ese tanque fluye a una velocidad de 1,5 nudos.
Energía mecánica
La mera presencia del cilindro en la corriente causa la formación alternada de vórtices
arriba y abajo del cilindro.
Estos remolinos empujan el cilindro hacia arriba y hacia abajo sobre sus resortes, lo
que crea una energía mecánica.
Luego la máquina convierte esa energía mecánica en electricidad.
Según Bernitsas, unos pocos cilindros podrían ser suficientes para dar energía a un
buque anclado o a un faro.
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El profesor calcula que un conjunto de conversores VIVACE del tamaño de una pista
de atletismo y de unos dos pisos de alto podría alimentar de energía a unas 100.000
casas.
La idea es que estas estructuras se depositen, por ejemplo, en el lecho de un río.
Dado que las oscilaciones de VIVACE serían lentas, la teoría es que el sistema no
causaría daños a la fauna acuática como puede ocurrir con las presas y las turbinas de
agua.
Bernitsas dice que la energía de VIVACE costaría apenas unos 5,5 centavos de dólar
por kilovatio/hora.
La energía eólica cuesta 6,9 centavos por kilovatio/hora, la nuclear 4,6 centavos y la
solar entre 16 y 48 centavos por kilovatio/hora, dependiendo de su ubicación.
Este investigador ha completado un estudio que demuestra que su dispositivo podría
llegar a extraer energía del río Detroit.
En la actualidad está trabajando en la instalación de un proyecto piloto en ese mismo
río que podría está listo dentro de 18 meses
Olas y corrientes marinas para iluminar España
Empresas, universidades y administraciones públicas españolas empiezan a apostar por
proyectos que pretenden desarrollar el potencial energético marino del país, sobre todo
de las olas y de las corrientes.
Geográficamente, las iniciativas se localizan fundamentalmente en Galicia, País Vasco,
Andalucía, Asturias y Cantabria, ha explicado a Efeverde el Instituto para la
Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE).
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El aprovechamiento de las energías marinas está en una etapa relativamente temprana
de desarrollo en comparación con otras fuentes renovables, lo que unido a las
características intrínsecas del mar, hacen que aún no se haya impuesto una tecnología
concreta.
En el caso de España, la energía de las olas y de las corrientes -esta última en el sur de
la península- son las que cuentan con más posibilidades de explotación en el futuro.
Sin embargo, la segunda opción está “muy limitada” por las fuertes restricciones
derivadas del intenso tráfico marítimo de la zona y su valor ambiental.
El camino hacia la competitividad de la industria energética marina se ve marcado hoy
por la disparidad de tecnologías, sin que hasta la fecha se pueda saber cual se
desarrollará favorablemente en términos energéticos, económicos y medioambientales,
según el IDAE.
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En Europa, el Reino Unido, Noruega, Portugal y España son los principales países
donde se están desarrollando tecnologías para el aprovechamiento de la energía de las
olas (undimotriz),
Dentro del territorio nacional, diversos prototipos han comenzado ya a probarse en
distintas zonas, con el objetivo de que en unos años la fuerza del oleaje se pueda
convertir en una fuente más.
Las principales iniciativas en este ámbito se encuentran en País Vasco, donde se está
acabando el primer proyecto de aprovechamiento de energía de las olas sobre la
construcción de un nuevo dique en Mutriku (Guipuzcoa), con una potencia total de 300
kW.
En la comunidad cántabra, la sociedad Iberdrola Energías Marinas ha realizado un
prototipo de una boya de 40 kW, ubicado a tres kilómetros de la costa de Santoña.
Después de ser botada al mar en octubre del 2009, actualmente está en talleres
acondicionando mejoras en el sistema hidraúlico y eléctrico.
En Galicia, existe una planta en dique con tecnología de columna de agua oscilante y un
proyecto de desarrollo tecnológico nacional PIPO SYSTEM basado en un cuerpo
flotante unido a un depósito sumergido, que dispone de un volumen de aire cautivo.
Además, el proyecto de cooperación pública y privada OCEANLIDER, aprobado en
2009 y en el que participan 20 empresas y 25 centros de investigación y universidades,
tiene un presupuesto de treinta millones de euros y una subvención superior a catorce
millones.
Su objetivo principal es el desarrollo de tecnologías para el aprovechamiento óptimo de
la energía de las olas.
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Energía Cinética
De acuerdo con el IDAE, un recurso energético de enorme potencial reside en la energía
cinética contenida en las corrientes marinas, que proporcionan un flujo energético
constante y predecible, a diferencia de otros sistemas.
Su origen está ligado, entre otras causas, a diferencias de temperatura o de salinidad, a
las que se añade la influencia de las mareas.
En España, hay puntos estratégicos para el aprovechamiento, como el Delta del Ebro y
el Estrecho de Gibraltar y ya hay distintas iniciativas en este sentido.
Entre ellas, un proyecto de investigación y desarrollo en Galicia, realizado a tres bandas
entre la Xunta, la empresa GAMESA y la Universidad de Santiago, para estudiar la
energía producida por las corrientes submarinas en esta Comunidad Autónoma.
La Agencia Andaluza de Energía ha realizado un estudio en el que se evalúan las
posibilidades de aprovechamiento de energía de las corrientes y hay proyectos para
diseñar dispositivos de producción de energía eléctrica mediante las corrientes marinas
y ríos.
Respecto a la energía de las mareas -basada en el ascenso y descenso del agua del mar
por la acción gravitatoria del Sol y la Luna-, España carece de localizaciones con las
condiciones adecuadas para instalar una central de este tipo, salvo alguna zona
portuaria, cuya explotación chocaría con restricciones asociadas a conflictos de uso con
otras actividades.
Según el IDAE, el desarrollo de tecnología nacional para diferentes prototipos, así como
la ejecución de varios centros de pruebas permite pensar en un importante desarrollo
industrial futuro en el área de energías del mar.
En principio y aunque todavía en fase de I+D+i, todo indica que la energía de las olas
podría ser la siguiente tecnología renovable en comercializarse.
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OLAS GALLEGAS
Las mejores zonas costeras de la Península Ibérica para aprovechar la energía de las olas
son la Costa da Morte y Estaca de Bares, en A Coruña.
Así lo reflejan dos estudios pioneros publicados este mes en las revistas Energy y
Renewable Energy por investigadores de la Universidad de Santiago de Compostela
(USC).
“La Costa da Morte, entre Finisterre y las Islas Sisargas, y el área de Estaca de Bares -
ambas en la costa coruñesa- son las zonas de la Península Ibérica con mayor potencial
para instalar sistemas de aprovechamiento de la energía de las olas”, destaca a SINC
Gregorio Iglesias, coautor de ambos estudios e ingeniero de la Escuela Politécnica
Superior de la USC.
En las investigaciones, que acaban de publicar las revistas Energy y Renewable Energy,
los ingenieros afirman que en la Costa da Morte se pueden alcanzar los 50 kilowatios
por metro de agua (más de 400 MW/hm al año) y en Estaca de Bares, un poco más de
40 kW/m.
“A partir de esta región del noroeste peninsular el potencial energético de las olas
decrece al alejarnos por el Cantábrico hacia el Este (25 Kw/m en el País Vasco) y por el
Atlántico hacia el Sur”, aclara Iglesias, “y en el Mediterráneo la fuerza del oleaje no es
la adecuada para producir energía de forma eficiente”.
El estudio analiza el potencial energético de las aguas gallegas, y es el primero que se
centra en detalle en esta región.
Los investigadores han obtenido los datos a partir del análisis del clima marítimo
(régimen de oleaje a lo largo del tiempo) en aguas profundas de 20 puntos de la costa de
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Galicia. En concreto, la información procede de cuatro boyas (Langosteira, Vilán-
Sigargas, Cabo Silleiro y Estaca de Bares) y de 16 nodos de la base de datos SIMAR-44
(series temporales de parámetros atmosféricos y oceanográficos generados con datos
recogidos entre 1958 y 2001).
Gregorio Iglesias destaca la importancia de las olas como una fuente de energía
renovable, que puede ser “crucial” para reducir los gases de efecto invernadero y ayudar
a cumplir el Protocolo de Kyoto.
Energía undimotriz
La energía que producen las olas, denominada ‘undimotriz’ (distinta a la maremotriz o
de las mareas, de alto costo y sólo eficaz en zonas costeras que puedan confinar grandes
masas de agua), se puede generar con diversos dispositivos.
Desde boyas que al subir y bajar hacen funcionar un generador, hasta columnas o pozos
herméticos comunicados con el mar que expulsan aire -empujado por las olas- hacia una
turbina, pasando por la energía que se obtiene al mover partes articuladas flotantes y
unidas, como las del ingenio Pelamis o “serpiente marina” desarrollado en Portugal.
En España, de momento, no existen instalaciones undimotrices que operen de forma
comercial, aunque hay dos centrales piloto en Santoña (Cantabria), con boyas eléctricas
de oscilación vertical, y en Mutriku (Guipuzcoa), con la tecnología de columna de agua
oscilante. Además existe un proyecto para instalar una planta undimotriz en el puerto de
Granadilla (Tenerife).
Los investigadores de la USC también han diseñado un sistema de generación de
energía del oleaje denominado “WaveCat”, una estructura flotante de acero que
incorpora turbinas para producir la electricidad. En la actualidad el equipo trabaja en la
mejora de los modelos numéricos del sistema y construye un prototipo a escala para
ponerlo a prueba en un tanque de oleaje
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"Islas de energía" podrían ser la respuesta a las
necesidades de energía del futuro
El mar rebosa de energía proveniente del viento, las olas y el Sol, energía limpia y
renovable que podría almacenarse en islas artificiales.
El concepto fue desarrollado por el inventor Dominic Michaelis, quien está fastidiado
por el lento progreso en el desarrollo de proyecto OTEC (ocean thermal energy
conversion), que pretende generar electricidad bombeando agua fría desde las
profundidades de los oceános.
Las islas de energía que Michaelis y su hijo han concebido, tienen una planta OTEC en
su centro, pero con un área adicional sobre la cual se pondría generadores eólicos
(movidos por el viento) y paneles de energía solar.
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Debajo de la isla también habría turbinas que se moverían con las corrientes marinas,
otra fuente limpia de energía.
Según los primeros cálculos, una isla de energía podría generar 250 megavatios,
suficiente para mover una ciudad pequeña.
Más energía podría generarse integrando las islas artificiales en un archipiélago, que
podrían albergar invernaderos para cultivar comida y hoteles para albergar turistas.
Este concepto será presentado esta semana en la feria "China Tech Green" de Shanghai.
Electricidad no es lo único que ofrecen estas islas. También podrían producir hidrógeno
(para los futuros vehículos que usarán este combustible) y agua pura, la que podría
alimentar los invernaderos y granjas de peces.
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