En primer lugar, debes saber que la energía mareomotriz se produce a partir del movimiento natural de las mareas de los océanos. En donde la intensidad del agua por la subida y bajada de las mareas es un tipo de energía cinética.
De tal manera que este tipo de energía rodea a la llamada hidroeléctrica gravitacional, la cual comprende el movimiento del agua para empujar una turbina y generar electricidad. Estas turbinas son similares a las que producen energía eólica, con la diferencia de que están instaladas bajo el mar.
Algunos parques de energía mareomotriz producen suficiente energía para llevar electricidad a 5 millones de hogares. En todo el mundo, la adopción de este tipo de energía se está incrementando, ya que los ingenieros desarrollan tecnologías innovadoras para aumentar la oferta de energía sobre la demanda.
¿Hay beneficios en la energía mareomotriz?
En general, las mareas son predecibles y constantes, gracias a las fuerzas gravitacionales. El hecho de que solo sea necesario evaluar la marea baja o alta facilita a los especialistas el diseño de sistemas eficientes. También, a medida que la tecnología de este tipo de obtención de energía avance, será cada vez más económica y eficiente.
Del mismo modo, implementar un sistema de energía mareomotriz protege de las inundaciones costeras. Todo ello gracias a la estabilidad de la estructura de roca en diferentes condiciones según el diseño. Las lagunas mareomotrices pueden soportar 1 de cada 400 marejadas y olas al año, aproximadamente.
Los equipos e instalaciones de la energía mareomotriz pueden durar mucho más tiempo y ser más competitivos en costes que otras tecnologías renovables. Con una vida útil de 130 años, los desarrollos están hechos para futuros aumentos del nivel del mar.
¿Qué impide aprovechar la energía mareomotriz al máximo?
En la actualidad, la construcción de centrales mareomotrices es costosa, ya que requiere elevadas inversiones de dinero. Aunado a esto, hay que sumarle los problemas medioambientales, como el cambio de hábitat, sobre todo en el caso de las construcciones de represas mareomotrices.
Del mismo modo, el mantenimiento y la reparación de los equipos puede ser un verdadero reto para los especialistas y la demanda de energía es limitada. Esto se debe a que las mareas potentes solo se producen normalmente 10 horas al día. Esto significa que hay que desarrollar la capacidad de almacenamiento para el resto de las horas.
Otra de las cosas que impide la expansión de la energía mareomotriz a gran escala, es la dificultad para suministrar electricidad a las comunidades costeras. Esto debido a que la energía producida por las mareas suele estar a gran distancia del lugar donde se utilizará la electricidad en el interior, es decir, en tierra firme.
Importancia de la energía mareomotriz a gran escala
Al día de hoy, el proyecto del lago Sihwa sigue siendo la mayor central de energía mareomotriz del planeta que está en funcionamiento. Este proyecto está situado en la costa occidental de Corea del Sur. Asimismo, El proyecto de Sihwa, que genera 254 MW, está compuesto por 10 generadores de turbinas de agua.
Este proyecto tiene energía suficiente para cubrir las necesidades energéticas de una ciudad de 600.000 habitantes, aproximadamente. La generación de los 552,7 GWh de electricidad por la central mareomotriz de Sihwa equivale a 870 mil barriles de petróleo o 320 mil toneladas de CO₂, que es igual a la cantidad producida por 100 mil coches anualmente.
Además, alrededor de 170 millones de toneladas de agua circulan por las compuertas y la noria, que son responsables de la mitad del agua del lago Sihwa. La circulación de agua entre el lago y el mar de forma continua durante el proceso de producción de energía, ha mejorado la calidad del agua notablemente.
Cabe destacar que, con unos recursos de energía más que limitados, Corea del Sur está intentando hacer la transición completa a la energía mareomotriz. Esto para ofrecer una alternativa sustentable a los combustibles fósiles y al mismo tiempo, desarrollar una energía totalmente limpia y sin emisiones de CO₂.
¿Cuál es el futuro de este tipo de energía?
Para empezar, la energía mareomotriz tiene el potencial proporcionar la mayor parte de la energía que muchos países necesitan. Suprimiendo de una buena vez por todas, la dependencia a los combustibles fósiles. Tal y como afirman especialistas en este campo; la marea mueve una gran cantidad de agua, al menos dos veces al día. De esta manera, su aprovechamiento eficiente podría proporcionar una gran cantidad de energía. La cual se calcula alrededor del 25% de las necesidades de una nación como Francia o Gran Bretaña.
No obstante, como la tecnología de este tipo de energía es relativamente reciente, aún quedan muchos retos por superar. Por ello, las compañías, centros de investigación y universidades alrededor del mundo, están desarrollando una nueva corriente de tecnología. Esto con el apoyo de subvenciones de diversos fondos públicos y privados que incentivan la investigación concerniente a la energía mareomotriz.
Del mismo modo, las tecnologías mareomotrices y undimotrices ofrecen oportunidades concretas y podrían ofrecer soluciones para luchar contra la crisis climática que atraviesa el planeta y alcanzar el objetivo de cero emisiones. Un plan trazado para el año 2050.
La energía potencial que podría obtenerse de los movimientos de las mareas a escala mundial es gigantesca, ya que algunos expertos afirman que en los océanos del planeta se almacena alrededor de 1 teravatio de energía. Esto sería suficiente para alimentar 10 mil millones de bombillas de 100 vatios a la vez.
De igual manera, los expertos del sector describen la energía mareomotriz como una de las mayores fuentes de energías renovables que continúan sin explotarse. Por ejemplo, en los Estados Unidos, donde hay miles de kilómetros de costa, el Departamento de Energía calcula que el desarrollo de tan solo el 7% del potencial técnico de esta energía, podría generar una electricidad de 12,5 teravatios – hora al año. Esto es suficiente para abastecer a algo más de 1 millón de hogares en ese país.
¿Cuál sería la importancia de este tipo de energía?
La energía mareomotriz es importante por diversas razones. En primer lugar, es respetuosa con el medio ambiente y representa una fuente de energía predecible. Especialmente si se compara con la energía eólica o la energía solar. De igual manera, ofrece una alta densidad energética y proporciona una fuente de energía inagotable con unos costes de funcionamiento y mantenimiento relativamente económicos.
No obstante, todavía hay algunos desafíos que deben ser superados antes de alcance todo su máximo potencial. Así pues, el reto más grande, son los altos precios asociados a la construcción de centrales mareomotrices.
Otro desafío importante son los efectos ambientales potencialmente negativos sobre la vida marina. Los recientes avances tecnológicos han reducido los costes económicos y medioambientales a niveles competitivos, abriendo la puerta a un mundo lleno de posibilidades, en donde la energía mareomotriz es la protagonista.
Tecnologías punteras para captar la energía renovable de los océanos
En la actualidad, existen dos métodos principales para producir electricidad a partir de las mareas: la primera, son los dispositivos de rango mareal que utilizan la diferencia de niveles de agua entre la marea alta y la marea baja. El segundo, los dispositivos de corriente mareomotriz que utilizan la energía del agua que fluye en las corrientes de marea para generar electricidad directamente.
De este modo, una represa mareal es uno de los dispositivos de alcance de mareas más conocidos. La tecnología de las represas mareomotrices utiliza estructuras similares a una represa en tierra firme, que suelen construirse a la entrada de una bahía o un estuario. Sus túneles contienen turbinas que generan la energía creada por las alturas de las mareas, las cuales son cambiantes.
Actualmente se están desarrollando múltiples tecnologías diferentes en el sector de las corrientes marinas. No obstante, siguen existiendo retos antes de que puedan resultar comercialmente viables. Por ejemplo, la durabilidad es una de las principales preocupaciones, ya que cualquier dispositivo de corriente mareomotriz tiene que soportar mayores fuerzas de carga debido a la alta densidad del agua.
Del mismo modo, preocupa el impacto de las turbinas mareomotrices en la calidad del agua, ya que alteran la velocidad de las corrientes aguas arriba y aguas abajo. Aunado a esto, la vida marina local se ve afectada negativamente por la contaminación acústica, la generación de campos electromagnéticos y las posibles heridas producidas por las palas del rotor y otras piezas móviles.
Hay que desarrollar tecnologías que aprovechen el potencial de la energía mareomotriz
Mientras los ingenieros especializados en energía mareomotriz trabajan para perfeccionar las tecnologías que ya existen, se han enfocado en el mejoramiento y optimización las turbinas y su funcionamiento. Por ejemplo, la tecnología en turbinas bulbo modificadas con un juego adicional de álabes guía, permiten una mejor gestión y control del flujo de agua a través de la turbina. Las turbinas bulbo son importantes debido a que pueden ofrecer una potencia muy elevada.
De igual manera, un avance tecnológico ha sido una turbina que no necesita caja de cambios. Al haber menos piezas móviles en ella, se dispone de una mayor fiabilidad e intervalos más largos entre las revisiones de mantenimiento.
Igualmente, se están colocando concentradores o escudos alrededor de las palas de la turbina para optimizar el flujo de la corriente de marea hacia los rotores. Un reto pendiente es que se requiere un equipo de alta tecnología para desplegar estos dispositivos en mares agitados y anclarlos al fondo marino.
Los sistemas de accionamiento directo, hidráulico y de inercia siguen evolucionando a medida que pasan los años. Para poner un ejemplo, se está investigando mucho sobre los generadores de elastómeros dieléctricos, los cuales utilizan condensadores blandos que resisten mejor que los generadores electromagnéticos habituales los duros entornos oceánicos.
Además, las llamadas turbinas artificialmente inteligentes, prometen ofrecer una mayor eficiencia y la capacidad de ajustarse a las condiciones cambiantes en tiempo real. Un sistema de inteligencia artificial más reciente ha sido diseñado para utilizar los datos derivados de la energía eólica.
La tecnología se concentra en turbinas inteligentes y en la eficiencia de las mismas
Así pues, los datos se captan en la superficie y se transmiten al sistema de la turbina para maximizar su rendimiento y eficiencia. Se estima que este diseño reduzca los costes de la vida útil de este sistema de energía mareomotriz en casi un 30%. Por su fuera poco, se ha desarrollado una nueva superestructura flotante de 75 metros de longitud que soporta 2 turbinas de 1 MW en cada lado para generar el doble de energía.
Una innovadora cometa mareomotriz conocida como Deep Green crea varios cientos de veces más electricidad que una turbina fija en el fondo del mar. Esta cometa mareomotriz puede producir electricidad a partir de corrientes más lentas, lo que la hace más versátil.
Aunado a estos avances, se conoce que un equipo de energía de las olas de una prestigiosa universidad, está investigando nuevos generadores de accionamiento directo que no requieren el uso de fluido hidráulico o aire.
En su lugar, aprovechan la velocidad y la fuerza de una boya para alimentar el generador. Sí, los generadores responden directamente al movimiento del océano empleando campos magnéticos para la transmisión de energía mecánica sin contacto y electrónica de potencia para la extracción eficiente de energía eléctrica. ¿Quieres saber más acerca de las nuevas tecnologías para el mejor aprovechamiento de fuentes de generación de energía? Con el Máster en Energías Renovables y Proyectos Energéticos, estarás al tanto de las innovaciones en el campo de las energías limpias.