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ENERGÍA MAREOMOTRIZ

Energía mareomotriz
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Definición de energía mareomotriz

La energía mareomotriz es una forma de energía hidráulica que convierte la energía obtenida de las mareas en formas útiles de energía, como la electricidad.

Las mareas se crean por el efecto gravitatorio de la luna y el sol sobre la tierra, provocando un movimiento cíclico de los mares.

Uno de los puntos fuertes del aprovechamiento de la energía de las cordilleras mareales y de las corrientes de marea frente a otras formas de energía renovable es que el proceso es totalmente predecible.

Las tecnologías de rangos de marea aprovechan la diferencia vertical de altura entre la marea alta y la marea baja.

Los proyectos adoptan la forma de barreras o lagunas mareomotrices que utilizan turbinas en la barrera o laguna para generar electricidad a medida que la marea inunda un embalse. Cuando la marea fuera de la barrera retrocede, el agua retenida puede ser liberada a través de las turbinas, lo que genera electricidad.


 

Flujos de energía mareomotriz
INFOGRAFÍA: Flujos de energía mareomotriz

 


La energía mareomotriz, una energía renovable que comienza

Durante el siglo XX, los ingenieros ha desarrollado formas de utilizar el movimiento de las mareas para generar electricidad en zonas donde hay un rango significativo de mareas, es decir, la diferencia de superficie entre la marea alta y la marea baja.

Todos los métodos utilizan generadores especiales para convertir la energía de las mareas en electricidad.

La producción de energía mareomotriz aún está comenzando. La cantidad de energía producida hasta ahora ha sido pequeña.

Hay muy pocas centrales mareomotrices de tamaño comercial en funcionamiento en el mundo.

La primera se encuentra en La Rance (Francia). La mayor instalación es la central mareomotriz del lago Sihwa, en Corea del Sur. En Estados Unidos no hay centrales mareomotrices y sólo hay unos pocos emplazamientos en los que se podría producir energía mareomotriz a un precio razonable. China, Francia, Inglaterra, Canadá y Rusia tienen mucho más potencial para utilizar este tipo de energía.


 

Energía mareomotriz: El agua, 832 veces más densa que el aire

Los generadores de corriente mareomotriz extraen la energía de las corrientes de agua de forma similar a como lo hacen las turbinas eólicas con las corrientes de aire. Sin embargo, como el agua es 832 veces más densa que el aire, el potencial de generación de energía de una turbina mareomotriz individual puede ser mayor que el de una turbina de energía eólica de características similares.

Como hemos mencionado, la energía mareomotriz se produce por el oleaje de las aguas oceánicas durante la subida y bajada de las mareas. Por ello, la energía mareomotriz es una fuente de energía renovable.


 

Generadores de energía mareomotriz

En la actualidad existen tres formas diferentes de obtener energía mareomotriz: corrientes de marea, presas y lagunas mareomotrices.

Energía mareomotriz mediante corrientes de marea

En la mayoría de los generadores de energía mareomotriz, las turbinas se colocan en las corrientes de marea.

Una corriente mareal es una masa de agua que fluye rápidamente creada por las mareas. Una turbina es una máquina que toma energía de un flujo de fluido.

Ese fluido puede ser aire (viento) o líquido (agua). Como el agua es mucho más densa que el aire, la energía de las mareas es más potente que la del viento. A diferencia del viento, las mareas son predecibles y estables. Cuando se utilizan generadores mareomotrices, producen un flujo de electricidad constante y fiable.

La colocación de turbinas en las corrientes mareales es compleja, porque las máquinas son grandes y perturban la marea que intentan aprovechar.

El impacto ambiental puede ser grave, según el tamaño de la turbina y el lugar de la corriente mareal. Las turbinas son más eficaces en aguas poco profundas. Esto produce más energía y permite que los barcos naveguen alrededor de las turbinas. Las palas de la turbina de un generador de mareas también giran lentamente, lo que ayuda a que la vida marina no quede atrapada en el sistema.

La primera central mareomotriz del mundo se construyó en 2007 en Strangford Lough (Irlanda del Norte). Las turbinas están situadas en un estrecho entre la ensenada de Strangford Lough y el Mar de Irlanda. La marea puede moverse a 4 metros por segundo a través del estrecho.


 

Energía mareomotriz mediante Presa o embalse

Otro tipo de generador de energía mareomotriz utiliza un gran embalse de agua llamado presa. Con una presa, el agua puede «derramarse por encima» o a través de las turbinas de la presa. Como sabemos las presas pueden construirse a lo largo de ríos, bahías y estuarios con mareas lo que nos da muchas posibilidades de ubicación.

Las turbinas del interior de la presa aprovechan la fuerza de las mareas del mismo modo que una presa fluvial aprovecha la fuerza de un río. Las compuertas de la presa se abren cuando sube la marea en aquellas presas con comunicación al mar. Con la marea alta, las compuertas de la presa se cierran, creando una piscina o laguna de marea. El agua se libera entonces a través de las turbinas de la presa, creando energía a un ritmo que puede ser controlado por los ingenieros.

El impacto medioambiental de un sistema de presa puede ser bastante significativo. El terreno en la zona de las mareas se ve completamente alterado. El cambio del nivel del agua en la laguna mareal puede dañar la vida vegetal y animal. La salinidad dentro de la laguna mareal disminuye, lo que cambia los organismos que pueden vivir allí.

Al igual que ocurre con las presas que atraviesan los ríos, los peces quedan bloqueados dentro o fuera de la laguna mareal. Las turbinas se mueven rápidamente en las presas y los animales marinos pueden quedar atrapados en las aspas.

Con su fuente de alimento limitada, las aves pueden necesitar encontrar otros lugares para migrar.

Una presa es un generador de energía mareomotriz mucho más caro que una sola turbina. Aunque no hay costes de combustible, las presas implican más construcción y más máquinas. A diferencia de las turbinas individuales, las presas también requieren una supervisión constante para ajustar la producción de energía.

A modo de ejemplo, la central de energía mareomotriz del estuario del río Rance, en Bretaña (Francia), utiliza una presa. Se construyó en 1966 y sigue funcionando. La central utiliza dos fuentes de energía:

  • La energía de las mareas del Canal de la Mancha
  • La energía de las corrientes fluviales del río Rance

La presa ha provocado un aumento del nivel de limo en el hábitat. Las plantas acuáticas autóctonas se ahogan en el limo, y un pez plano llamado solla se ha extinguido en la zona. Sin embargo, otros organismos, como la sepia, pariente del calamar, prosperan ahora en el estuario del Rance. Las sepias prefieren los ecosistemas turbios y limosos.


 

Energía mareomotriz mediante Laguna mareal

El último tipo de generador de energía mareomotriz consiste en la construcción de lagunas mareomotrices. Una laguna mareal es una masa de agua oceánica parcialmente cerrada por una barrera natural o artificial. Las lagunas mareales también pueden ser estuarios y tener agua dulce que desemboca en ellas.

Un generador de energía mareomotriz que utilice lagunas mareomotrices funcionaría de forma muy parecida a una presa. Sin embargo, a diferencia de las presas, las lagunas mareales pueden construirse a lo largo de la costa natural. Una central eléctrica de laguna mareal también podría generar energía continua. Las turbinas funcionan mientras la laguna se llena y se vacía.

El impacto medioambiental de las lagunas mareales es mínimo. Las lagunas pueden construirse con materiales naturales como la roca. Aparecerían como un rompeolas bajo (muro marino) en marea baja, y estarían sumergidas en marea alta. Los animales podrían nadar alrededor de la estructura y los organismos más pequeños podrían nadar dentro de ella. Los grandes depredadores, como los tiburones, no podrían penetrar en la laguna, por lo que los peces más pequeños probablemente prosperarían. Los pájaros probablemente acudirían a la zona.

Pero es probable que la producción de energía de los generadores que utilizan lagunas mareales sea baja. Todavía no hay ningún ejemplo en funcionamiento. China está construyendo una central eléctrica de laguna mareal en el río Yalu, cerca de su frontera con Corea del Norte. Una empresa privada también está proyectando una pequeña central de laguna mareal en la bahía de Swansea (Gales).


 

Proyectos de presas mareomotrices

Presa mareomotriz de La Rance: Como hemos visto, la primera central mareomotriz a escala comercial, la presa de La Rance, en Francia, tiene una capacidad instalada de 240MW. La central experimental a escala real utiliza 24 grupos turbogeneradores de 10MW de tipo bulbo desarrollados por Électricité de France, que fueron diseñados para generar energía con la marea entrante o saliente.

Presa mareomotriz Annapolis RoyaL: La segunda presa mareomotriz a escala comercial se construyó en 1982 en la costa atlántica de Canadá. La central mareomotriz piloto de Annapolis Royal, en la bahía de Fundy, en la provincia de Nueva Escocia, tiene una capacidad instalada de 18MW y se construyó para demostrar el funcionamiento de la turbina STRAFLO, inventada por Escher-Wyss de Suiza.

Desde la construcción de la central de La Rance, se han estudiado otras centrales mareomotrices en todo el mundo, algunas con varios gigavatios de capacidad de generación, entre ellas un proyecto de 15GW en Bretaña (Francia) y una central de 8,64GW en el estuario del Severn, entre Inglaterra y Gales (Reino Unido).

Presa mareomotriz de Kislaya y Jangxia Creek: Las únicas plantas de presa mareomotriz importantes construidas hasta la fecha son una unidad de 400 kW en la bahía de Kislaya, a 100 km de Murmansk (Rusia), terminada en 1968, y una unidad de 500 kW en Jangxia Creek, en la provincia de Zhejiang (China) (Boyle, 2004).

Presa mareomotriz del rio Yalu: También han recibido el apoyo del gobierno chino para construir una laguna mareomotriz de 300MW cerca de la desembocadura del río Yalu que ya hemos mencionado, y que forma parte de la frontera entre China y Corea del Norte. Si se completa, el proyecto del río Yalu será la mayor central de embalse mareal del mundo, superando a la de 240 megavatios de La Rance (Francia).


 

Proyectos mareomotrices en lagunas mareales

A pesar de los más de 40 años de funcionamiento exitoso, desde la construcción de la presa de La Rance en 1967 sólo se ha construido otra central eléctrica de embalse mareal a escala comercial, debido a las incertidumbres y preocupaciones sobre los posibles efectos medioambientales, y a los elevados costes de capital de las centrales de embalse mareal.

Esto ha llevado a desarrollar el concepto de «Lagunas Mareales» situadas en alta mar en zonas de gran amplitud de marea.

Hasta la fecha, no existen lagunas mareales; sin embargo, Tidal Electric, una empresa con sede en Estados Unidos, tiene previsto probar el concepto a modo experimental en la bahía de Swansea (Gales, Reino Unido) con una planta de 60 MW de potencia.

Se están investigando otros posibles emplazamientos para las lagunas mareales en Alaska, África, México e India.

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