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Copy of Energía Mareomotriz.

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Sofia Miconi

on 12 February 2014

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Energía Mareomotriz
Energías Renovables
¿Qué son?
Se denomina energía renovable a la energía que se obtiene de fuentes naturales virtualmente inagotables, ya sea por la inmensa cantidad de energía que contienen, o porque son capaces de regenerarse por medios naturales.

Hay distintos tipos de energías renovables. En este caso nos vamos a centrar en una energía que aún se encuentra en desarrollo, la mareomotriz.
Y a todas éstas, ¿qué es?
La energía mareomotriz
La energía mareomotriz es la que resulta de aprovechar las mareas, es decir, la diferencia de altura media de los mares según la posición relativa de la Tierra y la Luna, y que resulta de la atracción gravitatoria de esta última y del Sol sobre las masas de agua de los mares.
Esta diferencia de alturas puede aprovecharse interponiendo partes móviles al movimiento natural de ascenso o descenso de las aguas, junto con mecanismos de canalización y depósito, para obtener movimiento en un eje. Mediante su acoplamiento a un alternador se puede utilizar el sistema para la generación de electricidad, transformando así la energía mareomotriz en energía eléctrica, una forma energética más útil y aprovechable. Es un tipo de energía renovable limpia.
Sí, todo eso está muy bien, pero.. ¿no había tres métodos de generación? ¿cuáles son?
Métodos de generación
Los generadores de corriente de marea Tidal Stream Generators (o TSG por sus iniciales inglés) hacen uso de la energía cinética del agua en movimiento a las turbinas de la energía, de manera similar al viento (aire en movimiento) que utilizan las turbinas eólicas. Este método está ganando popularidad debido a costos más bajos y a un menor impacto ecológico en comparación con las presas de marea.
Generador de la corriente de marea:
Las presas de marea hacen uso de la energía potencial que existe en la diferencia de altura (o pérdida de carga) entre las mareas altas y bajas. Las presas son esencialmente los diques en todo el ancho de un estuario, y sufren los altos costes de la infraestructura civil, la escasez mundial de sitios viables y las cuestiones ambientales.
Presa de Marea
La energía mareomotriz dinámica (Dynamic Tidal Power o DTP) es una tecnología de generación teórica que explota la interacción entre las energías cinética y potencial en las corrientes de marea. Se propone que las presas muy largas (por ejemplo: 30 a 50 km de longitud) se construyan desde las costas hacia afuera en el mar o el océano, sin encerrar un área. Se introducen por la presa diferencias de fase de mareas, lo que lleva a un diferencial de nivel de agua importante (por lo menos 2.3 metros) en aguas marinas ribereñas poco profundas con corrientes de mareas que oscilan paralelas a la costa, como las que encontramos en el Reino Unido, China y Corea. Cada represa genera energía en una escala de 6 a 17 GW.
Energía mareomotriz dinámica
Sí, pero ¿no existen más formas para extraer energía del mar?
Por supuesto que sí, y son las siguientes:
Energía Undiomotriz
Es la energía generada por el movimiento de las olas.
Las olas, particularmente aquellas de gran amplitud, contienen grandes cantidades de energía. La energía de las olas es una forma almacenada y concentrada de energía solar, incluso el viento que produce las olas es causado por las diferencias de presión en la atmosfera como consecuencia del calentamiento que produce el sol. Los vientos fuertes que soplan en la costa oeste de Europa hacen de esta zona un lugar ideal para explotar la energía de las olas.
Algunos sistemas pueden consistir en:

Una turbina anclada al fondo y con una boya unida a él con un cable. El movimiento de la boya se utiliza para mover un generador. Otra variante sería tener la maquinaria en tierra y las boyas introducidas en un pozo comunicado con el mar.
Un aparato flotante de partes articuladas que obtiene energía del movimiento relativo entre estas partes. Como la "serpiente marina" Pelamis.
Pelamis
El sistema Pelamis consiste en una serie de secciones cilíndricas parcialmente sumergidas, unidas por juntas bisagra. La ola induce un movimiento relativo entre dichas secciones, activando un sistema hidráulico interior que bombea aceite a alta presión a través de un sistema de motores hidráulicos, equilibrándose con el contenido unos acumuladores.
Los motores hidráulicos están acoplados a un generador eléctrico para producir electricidad. Se estima que la cantidad de energía obtenida por 30 de estos sistemas, podría abastecer aproximadamente 20.000 hogares con un consumo medio europeo.
La potencia de todos los sistemas hidráulicos de un elemento se transporta mediante un solo cable a una base situada en el lecho oceánico. Varios elementos se pueden interconectar a una misma base para unir su potencia de generación y trasladar la energía producida mediante un solo cable submarino hacia la costa.
Un pozo con la parte superior hermética y la berruga comunicada con el mar. En la parte superior hay una pequeña abertura por la que sale el aire expulsado por las olas. Este aire mueve una turbina, que genera la electricidad.
Un volumen de agua contenido dentro de un tubo curvado (OWC HORIZONTAL - COLUMNA DE AGUA OSCILANTE HORIZONTAL inventada por Jorge Egúsquiza Loayza de Lima- Peru) sobre un bote o plataforma, cuando la ola hace oscilar al bote o plataforma, el volumen de agua contenido dentro del tubo oscila y empuja el aire hacia la turbina wells ubicada en un extremo del tubo, en el otro extremo sucede lo inverso, se produce un vacío y el aire al ocuparlo acciona la otra turbina. Basada en el principio de conservación del nivel.
Es un sistema de conversión de energía undimotriz, el primero que funciona en alta mar.
Es un conversor energético flotante, que funciona anclado al fondo del mar convirtiendo la energía potencial del agua que alcanza su balsa central en energía eléctrica. Puede ser instalado individualmente o en cadena con hasta varios cientos de estructuras similares, lo que resultaría en una planta con una capacidad similar a la alcanzada por una planta de fuel o carbón tradicional.
El mecanismo es muy sencillo: Una barrera captura el agua de las olas que sobrepasan un cierto nivel y la almacena en un estanque flotante. Al pasar por unas turbinas hidroeléctricas, su energía potencial se convierte en energía eléctrica, completando el ciclo de tres fases (absorción, almacenamiento y conversión).
WAVE DRAGON
Con frecuencia, los conversores de energía undimotriz utilizan bien el movimiento o las diferencias de presión producidas por las olas del mar, y existen numerosas técnicas para conseguirlo (columnas oscilantes de aire/agua, palas giratorias, etc.). El dragón de olas no usa ningún mecanismo intermedio, sino que simplemente captura la energía potencial del agua elevada de forma natural. De construcción muy simple, este mecanismo sólo tiene una parte móvil: las turbinas. Esta característica es esencial en cualquier sistema diseñado para funcionar en alta mar, a merced del oleaje y las tempestades.
Sistemas más frecuentes:
Energía maremotérmica
Es un tipo de energía renovable que utiliza las diferencias entre las aguas oceánicas profundas, más frías, y las superficiales, más cálidas, para mover una máquina térmica y producir trabajo útil, generalmente en forma de electricidad.
En diferentes zonas del mundo el agua tiene distintas temperaturas dependiendo de la profundidad en que se encuentre, en especial en los trópicos, donde pueden distinguirse tres capas térmicas:
a) La superficial: de 100 a 200 metros de espesor, que actúa como colector de calor, con temperaturas entre 25 y 30 grados.
b) La intermedia: entre los 200 y 400 metros de profundidad, con una variación rápida de temperatura y que actúa como barrera térmica entre las capas superior y profunda.
c) La profunda: en la que la temperatura disminuye suavemente hasta alcanzar 4 °C a 1000 metros y 2 °C a 5000 metros.
Así, usando el agua superficial para calentar un líquido con un punto de ebullición bajo (usando un intercambiador de calor) este se transformaría en vapor que podría mover una turbina para generar electricidad. Luego, este vapor se enfriaría en otro intercambiador de calor en contacto con el agua fría de las profundidades para luego reiniciar el ciclo de generación.
Diferencia entre ciclo abierto y ciclo cerrado:
Ciclo abierto
Ciclo cerrado
Energía de las corrientes marinas
Es una forma de energía marina obtenida del aprovechamiento de la energía cinética de las corrientes marinas, como la Corriente del Golfo. Aunque no se utiliza todo lo ampliamente que pudiera, las corrientes marinas tienen un potencial importante para la futura generación de electricidad.
Las corrientes marinas son causadas principalmente por la subida y bajada de las mareas como resultado de las interacciones gravitacionales entre la tierra, la luna y el sol, que hacen que fluya todo el mar. Otros efectos, como las diferencias regionales en la temperatura y la salinidad y el efecto de Coriolis (aceleración relativa que sufre un objeto que se mueve dentro de un sistema de referencia no inercial en rotación cuando varía su distancia respecto al eje de giro) debido a la rotación de la tierra son también influencias principales. La energía cinética de las corrientes marinas se pueden convertir en su mayor parte, de la misma forma que una turbina eólica extrae energía del viento, utilizando varios tipos de rotores de flujo abierto.
El potencial de generación de energía eléctrica a partir de las corrientes marinas de la marea es enorme. Hay varios factores que hacen a la generación de electricidad a partir de las corrientes marinas muy atractiva en comparación con otras energías renovables:
Los altos factores de carga debido a las propiedades del fluido. Existe previsibilidad de los recursos, de modo que, a diferencia de la mayoría de las otras energías renovables, la disponibilidad futura de energía puede ser conocida y prevista, evitando la intermitencia.
Los recursos potencialmente grandes que pueden ser explotados con escaso impacto ambiental, lo que ofrece uno de los métodos menos perjudiciales para la generación a gran escala de electricidad.
La viabilidad de instalaciones de energía de corrientes marinas para proporcionar también energía a la red eléctrica de base, especialmente si están interconectadas dos o más matrices independientes, con flujos máximos no coincidentes en el tiempo.
Es la energía obtenida por la diferencia en la concentración de la sal entre el agua de mar y el agua de río. El residuo en este proceso es únicamente agua salobre (El agua salobre es aquél que tiene más sales disueltas que el agua dulce, pero menos que el agua de mar. Técnicamente, se considera agua salobre la que posee entre 0,5 y 30 gramos de sal por litro, expresados más frecuentemente como de 0,5 a 30 partes por mil.). Esta fuente de energía renovable presenta un gran potencial en regiones con ríos caudalosos: En los Países Bajos, por ejemplo, más de 3300 m³ de agua dulce por segundo desembocan en el mar como promedio. El potencial energético es por lo tanto de 3300 MW, suponiendo 1 MW/m³ de agua fresca por segundo.
La energía azul
Dos tecnologías complementarias, basadas en la utilización de membranas están actualmente en desarrollo: la ósmosis por presión retardada y la electrodiálisis inversa.
La Ósmosis por Presión Retardada utiliza tecnologías basadas en poner en contacto los dos fluidos (agua de río y agua de mar) a través de una membrana específica que permite pasar el agua, pero no las sales. Esto genera una diferencia de presión que puede aprovecharse en una turbina.
La Electrodiálisis Inversa se ha probado extensamente en condiciones de laboratorio. Una membrana nueva, barata, basada en polímeros eléctricamente modificados del polietileno, le ha dado una nueva oportunidad para su uso comercial.
Y las centrales mareomotrices, ¿cómo funcionan?
La energía de las mareas se transforma en electricidad en las denominadas centrales mareomotrices, que funcionan de la siguiente manera:
Cuando la marea sube, las compuertas del dique se abren y el agua ingresa en el embalse.
Al llegar el nivel del agua del embalse a su punto máximo se cierran las compuertas.
Durante la bajamar el nivel del mar desciende por debajo del nivel del embalse.
Cuando la diferencia entre el nivel del embalse y del mar alcanza su máxima amplitud, se abren las compuertas dejando pasar el agua por las turbinas.
Centrales mareomotrices
La central mareomotriz de Rance se llevó a cabo construyendo un dique que cierra la entrada del estuario y, a través de una esclusa, permite la comunicación de este con el mar, asegurando además la navegación por su interior. Entre los muros de este dique artificial se encuentran las turbinas y los generadores eléctricos, las salas de máquinas auxiliares y los locales del personal encargado del funcionamiento de la planta. En su parte superior existe una vía que quienes la recorren sin tener previo conocimiento de la obra no imaginan la actividad que se desarrolla bajo sus pies.
Central de Rance
24 generadores eléctricos accionados por la misma cantidad de turbinas hidráulicas, llamadas reversibles o de doble efecto, giran en ambos sentidos a 5 700 rpm y logran una potencia máxima de 240 MW, convirtiendo la energía de 20 000 m³/s de agua salada en el momento de máxima altura. Estas turbinas, además, funcionan como bombas, cuyo objetivo es aumentar el nivel del agua en los sentidos río-mar y mar-río, para incrementar la efectividad de la instalación.
Cada máquina está ubicada en el interior de una cámara que se comunica con un tubo de acero, que permite cargar y descargar el mar al embalse y viceversa, y mediante otro tubo se permite el acceso del personal de mantenimiento. Se estima que el costo de la instalación es 2,5 veces el de las centrales hidroeléctricas de ríos.
¿Y aquí, en Canarias? ¿Qué ahí?
Pues, como gran proyecto, Pipo System en Gran Canaria.
Desde hace ya dos años en la costa de Gran Canaria la Plataforma Oceánica de Canarias (Plocan) está haciendo ensayos para el desarrollo a niveles medianamente masivos de la energía undimotriz, aquella que aprovecha el vaivén de las olas del mar para generar energía limpia.
Este sistema ha sido desarrollado por la empresa Pipo Systems S1 en el marco de los proyectos Welcome e Innpacto Wave Energy, financiados por el Ministerio de Ciencia e Innovación
Desarrollado a escala 1:5, el dispositivo, cuya potencia puede oscilar entre los 100 kW y los 150 kW, puede aprovechar un oleaje intermedio, como el del archipiélago.
El dispositivo que se está probando en Canarias tiene tres partes. Una de ellas es una boya de cinco metros de diámetro, también tiene un tanque sumergido donde se produce la conversión y se completa con el muerto de hormigón que ancla toda la estructura al fondo marino, que va de los 30 a los 200 metros de profundidad.
La corriente eléctrica que se produce con el movimiento de las olas se transporta a tierra a través de un cable submarino. Se está pensando, asimismo, en que sirva como una estación de repostaje para barcos en el mar.
Fin
Ventajas
•Auto renovable.
•No contaminante.
•Silenciosa.
•Bajo costo de materia prima.
•No concentra población.
•Disponible en cualquier clima y época del año.
•Impacto visual y estructural sobre el paisaje costero.
•Localización puntual.
•Dependiente de la amplitud de mareas.
•Traslado de energía muy costoso.
•Efecto negativo sobre la flora y la fauna.
•Limitada.
Desventajas
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