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Energía mareomotriz: Definición
Antes de explicar la energía mareomotriz, recapitulemos las mareas en sí.
Lasmareas son las subidas y bajadas regulares del nivel del mar provocadas por la atracción gravitatoria de la Luna y el Sol.
Estas fuerzas gravitatorias provocan "protuberancias" en el océano, formando mareas altas. Éstas se alternan con las mareas bajas a medida que la Tierra gira. Una zona tarda 12 horas y 25 minutos en pasar de una marea alta a otra alta (viceversa para la marea baja). Las mareas también se ven afectadas por el ciclo lunar mensual. Dos veces al mes, durante las lunas nueva o llena, se producen las mayores mareas viv as. Durante los periodos de media luna, se producen las mareas muertas más pequeñas.
Una marea muerta se produce cuando la diferencia entre la pleamar y la bajamar es mínima, mientras que una marea viva se produce cuando la diferencia entre la pleamar y la bajamar es máxima.
Fig. 1 - Diagrama de mareas
¿Qué es la energía mareomotriz?
Ahora que hemos recapitulado las mareas, podemos empezar a explorar la energía mareomotriz.
La energíamareomotriz es una fuente renovable de energía producida por el oleaje de las aguas oceánicas durante la subida y bajada de las mareas.
Generación de energía mareomotriz
La energía no puede crearse ni destruirse: la cantidad de energía del universo permanecerá siempre constante. Sin embargo, la energía puede transferirse de una forma u objeto a otro.
Cuando se hierve una tetera, la energía eléctrica se transfiere a energía térmica.
La energía mareomotriz es una forma de energía cinética, es decir, la energía del movimiento. La energía mareomotriz se genera por la fuerza de las mareas en movimiento que empujan contra una turbina.
Una turbina es una serie de palas montadas sobre un eje rotor.
El eje del rotor de una turbina está unido a un generador, que convierte la energía cinética del rotor en energía eléctrica. Y así, ¡la energía mareomotriz!
Turbinas mareomotrices
Las turbinas mareomotrices se instalan en el fondo del mar. El agua es aproximadamente 800 veces más densa que el aire, por lo que las turbinas mareomotrices deben ser lo más robustas posible. El peso adicional hace que las turbinas mareomotrices sean caras de construir en comparación con otras formas de generación de energía renovable.
La construcción de una turbina eólica media cuesta hasta 4 millones de dólares, ¡pero una central mareomotriz puede costar la friolera de 15 millones!
Sin embargo, los costes adicionales de construcción pronto se amortizan. Las turbinas mareomotrices pueden capturar más energía utilizando palas del mismo tamaño que las de una turbina eólica.
Centrales mareomotrices
Hay tres tipos de centrales eléctricas que se utilizan para generar electricidad a partir de las mareas:
- Presas
- Construcción de lagunas
- Turbinas en la corriente.
Represas mareomotrices
Una presa mareomotriz es una gran estructura similar a una presa, construida a través de ríos, bahías y estuarios mareales. Las turbinas se fijan a la parte inferior de la presa.
Las compuertas de la presa se abren cuando empieza a subir la marea, y se cierran una vez alcanzada la pleamar, creando un estanque. El agua atrapada se libera gradualmente, haciendo girar las turbinas a medida que se adentra en el mar. Los ingenieros controlan la liberación para garantizar un ritmo constante de generación de energía.
Los diques mareomotrices comparten muchas similitudes con las centrales hidroeléctricas.
Construcción de lagunas
Las lagunas mareales son masas de agua parcialmente delimitadas por una barrera natural o artificial. Las lagunas mareales naturales suelen encontrarse en estuarios, donde reciben un suministro constante de agua dulce.
Una central eléctrica de laguna funcionaría de forma muy parecida a una presa mareomotriz: atrapando el agua y controlando su liberación mediante turbinas.
Turbinas en la corriente
Las turbinas mareomotrices se colocan directamente en una corriente de marea.
Una corriente mareomotriz es una corriente de flujo rápido creada por las mareas.
Las corrientes de marea más rápidas suelen producirse en estrechos o ensenadas; las masas de tierra canalizan el agua.
Las turbinas mareomotrices son más eficaces cuando se colocan en una corriente de marea poco profunda . Esto maximiza la producción de energía y causa mínimas molestias a los barcos y a la vida marina.
Ventajas de los servicios de energía mareomotriz
Como muchas otras formas de energía renovable, la energía mareomotriz está libre de carbono, no produce gases de efecto invernadero ni otros contaminantes. Pero los servicios de energía mareomotriz tienen otros rasgos que los hacen destacar entre la multitud.
Fiabilidad
Las mareas suben y bajan como un reloj todos los días, independientemente de la estación o el tiempo. Esto hace de la energía mareomotriz una fuente de energía renovable predecible y fiable.
Eficiencia energética
La energía mareomotriz tiene una densidad energética mayor que la mayoría de las demás formas de energía renovable.
La densidadenergética es la cantidad de energía almacenada en un sistema.
Además, las turbinas mareomotrices funcionan con un 80% de eficiencia, más que los paneles solares o las turbinas eólicas.
Longevidad
Las centrales mareomotrices pueden durar mucho tiempo. La vida media de una presa mareomotriz es de 100 años, ¡cuatro veces más que un parque eólico o solar!
Incluso las centrales nucleares duran poco en comparación con las mareomotrices; se jubilan a los 35 años de funcionamiento.
Limitaciones de los servicios de energía mareomotriz
Producir energía renovable utilizando la fuerza de las mareas es un campo emergente, pero con un gran potencial.
Sin embargo, hay muy pocas centrales mareomotrices de tamaño comercial en todo el mundo. ¿A qué se debe esto?
Rangos mareales
No todas las costas son adecuadas para las centrales mareomotrices. Esto se debe a que la amplitud de las mareas varía en todo el mundo.
Laamplitud de las mareas es la diferencia vertical entre la pleamar y la bajamar en una zona determinada.
El uso de la energía mareomotriz como forma de energía renovable es más adecuado en una zona con grandes rangos de mareas. Estas zonas suelen ser lugares costeros. Las formaciones del terreno y la topología también pueden afectar a la amplitud de las mareas: las masas de tierra que canalizan el agua, restringiendo su capacidad de disipación, suelen producir grandes amplitudes de marea.
El estuario del Severn tiene la segunda mayor amplitud de marea del mundo, con una media de 15 metros entre la pleamar y la bajamar. Este rango extremo está formado por las masas continentales inglesa y galesa que canalizan el agua.
A principios del siglo XXI, el gobierno se planteó construir una presa mareomotriz en el estuario del Severn para aprovechar esta enorme amplitud de mareas. Habría podido generar hasta el 5% de la electricidad del Reino Unido. Sin embargo, el proyecto se abandonó.
Para que una central mareomotriz sea económicamente viable, la costa necesita una amplitud de marea de al menos tres metros. En algunas partes del mundo las mareas sólo alcanzan un metro, como en el Golfo de México, el Caribe y el Mediterráneo. En estos lugares, la construcción de centrales mareomotrices no merecería la pena.
Impactos en el medio ambiente
Los proyectos de energía mareomotriz también plantean problemas ecológicos, que varían según el tipo de central.
Diques de marea
Los diques de contención afectan significativamente a la tierra en el rango de marea. El nivel medio del mar dentro del dique aumenta, mientras que la salinidad dentro de la laguna disminuye. Estas condiciones cambiantes afectan a las plantas y animales que pueden habitar la zona. Los peces y otros animales marinos suelen quedar bloqueados en la laguna, al quedar atrapados en las cuchillas. Las zonas de alimentación de las aves suelen inundarse, por lo que emigran a otros lugares.
Construcción de lagunas
Este tipo de centrales tiene un impacto medioambiental mínimo. Construidas normalmente con materiales naturales, estas centrales se sumergen durante las mareas altas. Esto permite a los peces nadar alrededor de la estructura, pero impide que animales más grandes, como los tiburones, penetren en la laguna. Una elevada población de peces favorecería una elevada población de aves.
Turbinas en el cauce
Instalar turbinas dentro del cauce puede alterar la marea. El impacto medioambiental depende del tamaño de la turbina y de la corriente de marea. Las palas de estas turbinas giran lentamente, para minimizar que la vida marina quede atrapada en el sistema.
Fig. 3 - Turbina en corriente
La energía mareomotriz convierte la energía cinética de las mareas en electricidad mediante turbinas submarinas. Es una fuente de energía renovable, predecible y eficiente, pero hay pocas centrales en funcionamiento debido a los requisitos del alcance de las mareas y a los impactos ecológicos.
Energía mareomotriz - Puntos clave
- La energía mareomotriz es una fuente renovable de energía producida por el oleaje de las aguas oceánicas durante la subida y bajada de las mareas.
- La energía se genera por la fuerza de las mareas que empujan contra las turbinas, que convierten la energía cinética del agua en electricidad.
- Hay tres tipos de centrales mareomotrices: presas mareomotrices, lagunas mareomotrices y turbinas en la corriente.
- La energía mareomotriz es una fuente fiable y predecible de energía renovable. Las centrales también son muy eficientes y duraderas.
- Sin embargo, las centrales mareomotrices sólo son adecuadas en partes del mundo con una amplitud de marea de al menos tres metros. Además, su construcción puede causar importantes daños ecológicos.
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