TEMA I

Aprovechamiento de la energía del mar

El mar nos ofrece gran cantidad de recursos y entre ellos se encuentran  las energías marinas,  densidad, la cual es muchísimo mayor que en cualquier otro tipo de energía.

Los millones de litros de agua marina moviéndose continuamente por influencia de la luna, las olas, las subidas y bajadas de las mareas, la concentración de sal,

La energía que produce el mar es muchísimo mayor que cualquier otro tipo de energía limpia, la cual debemos aprovechar y hacer buen uso de recursos tan importantes como los naturales: el sol, el viento  y sobre todo el mar ya que tres cuartas partes de la tierra es agua .

Existen cinco principios o formas de obtención de energía del mar:

Las mareas

La marea es el cambio periódico del nivel del mar, producido principalmente por las fuerzas gravitacionales que ejercen la luna y el sol.

Otros fenómenos ocasionales, como los vientos, las lluvias, el desborde de ríos y los tsunamis provocan variaciones del nivel del mar, pero no pueden ser calificados de mareas.las olas

Las olas son ondas que se desplazan por la superficie de los mares provocados por la acción del viento sobre la superficie del mar, trasladándose a través de kilómetros de distancia.

La energía de las mareas ha sido utilizada desde la edad media en inglaterra, francia, españa y probablemente otros países. Los molinos de mareas de esa época solo funcionaban en reflujo. Estos, como muchos otros molinos hidráulicos, dejaron de utilizarse con la aparición de motores eléctricos.

La instalación de una central mareomotriz crea problemas medioambientales importantes como aterramiento del río, cambios de salinidad en el estuario y sus proximidades y cambio del ecosistema antes y después de las instalaciones.

 

Las corrientes marinas

Una corriente oceánica o marina es un movimiento superficial de las aguas de los océanos y en menor grado, de los mares más extensos. Estas corrientes tienen multitud de causas, principalmente, el movimiento de rotación terrestre (que actúa de manera distinta y hasta opuesta en el fondo del océano y en la superficie) y por los vientos constantes o planetarios, así como la configuración de las costas y la ubicación de los continentes.

Suele quedar sobre entendido que el concepto de corrientes marinas se refiere a las corrientes de agua en la superficie de los océanos y mares (como puede verse en el mapa de corrientes) mientras que las corrientes submarinas no son sino movimientos de compensación de las corrientes superficiales. Esto significa que si en la superficie las aguas superficiales van de este a oeste en la zona intertropical (por inercia debido al movimiento de rotación terrestre, que es de oeste a este), en el fondo del océano, las aguas se desplazarán siguiendo ese movimiento de rotación de oeste a este. El movimiento de compensación de las corrientes marinas no sólo se produce entre la superficie y el fondo submarino, sino también en la propia superficie, aunque en este caso, es mucho menor, al menos en lo que se refiere al volumen y extensión del agua desplazada.

Entre los mecanismos hidrológicos y oceanográficos que explican la producción de las corrientes oceánicas podemos citar los tres más importantes: los movimientos de rotación y de traslación terrestre, los vientos planetarios y la surgencia de aguas frías de las profundidades en las costas occidentales de los continentes en la zona intertropical y en las latitudes subtropicales. Esta surgencia de aguas frías que se produce en las costas occidentales de los continentes en las latitudes tropicales se debe al movimiento de rotación terrestre, el cual tiene dos consecuencias importantes: una sobre los vientos, el efecto de coriolis, que desvía hacia el este a los vientos alisios y otra sobre las propias corrientes marinas, que las desvía de manera similar también hacia el este.

 

El gradiente térmico

Es la diferencia de temperatura existente entre las distintas capas de agua más o menos profundas.

El gradiente salino

Que aprovecha la diferencia de concentración de sal entre las aguas del mar y la de los ríos.

De entre todas ellas, la energía del oleaje y la de las mareas son quizás en las mas aprovechadas

Todas estas formas de obtención de energía marina tienen la cualidad de ser renovables, en tanto que la fuente de energía primaria no se agota por su explotación, y es limpia, ya que en la transformación energética no se producen subproductos contaminantes gaseosos, líquidos o sólidos. Sin embargo, la relación entre la cantidad de energía que se puede obtener con los medios actuales y el coste económico y ambiental de instalar los dispositivos para su proceso han impedido hasta el momento una proliferación notable de este tipo de energías.

Energía mareomotriz o de las mareas

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.

Las centrales mareomotrices funcionan como un embalse tradicional de río. 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 a través de una red de conductos estrechos, que aumentan la presión. El agua, al pasar por el canal de carga hacia el mar, acciona la hélice de la turbina y ésta, al girar, mueve un generador que produce electricidad. La construcción de una central mare motriz es sólo posible en lugares con una diferencia de al menos 5 metros entre la marea alta y la baja. El lugar ideal para instalar un central mareomotriz es un estuario, una bahía o una ría donde el agua de mar penetre.

Los métodos de generación mediante energía de marea pueden clasificarse en estas tres:

Generador de la corriente de marea

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.

 

Presa 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.

 

Energía mareomotriz dinámica

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 undimotriz o de las olas

La energía undimotriz es la energía producida por el movimiento de las olas y se puede aprovechar mediante

Boyas

Un aparato anclado al fondo y con una boya unida a él con un cable flotando en la superfice del agua. El movimiento ascendente y descendente de la boya con el paso de las olas mueve un pistón a través de un potente imán, produciéndose la electricidad

 

Flotantes

Un aparato flotante de partes articuladas que obtiene energía del movimiento relativo entre sus partes. Se trata de grandes cilindros articulados parcialmente sumergidos y unidos por juntas de 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 de unos acumuladores. Los motores hidráulicos están acoplados a un generador eléctrico para producir electricidad. Los fundamentos del sistema se basan en convertir energía cinética en eléctrica. El transporte de la energía se hace conectando el sistema hidráulico a una base situada en el lecho oceánico que se conecta con la costa.

 

Placas oscilantes

El método empleado se basa en grandes placas hidráulicas sumergidas que, a través de un pistón, aprovechan las olas profundas para generar la presión hidráulica necesaria para alimentar a una turbina eléctrica. Estas placas están instaladas a una profundidad en torno a los 10 ó 12 metros.