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Las preguntas no son nunca indiscretas. Las respuestas, a veces sí. Oscar Wilde
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Energía del Mar |
Los
mares y los océanos son inmensos colectores solares, de los cuales se puede
extraer energía de orígenes diversos.
·
La radiación solar incidente sobre los océanos, en determinadas
condiciones atmosféricas, da lugar a los gradientes térmicos oceánicos
(diferencia de temperaturas) a bajas latitudes y profundidades menores de 1000
metros.
- La
alteración de los vientos y las aguas son responsables del oleaje y de las
corrientes marinas.
- La
influencia gravitacional de los cuerpos celestes sobre las masas oceánicas
provoca mareas.
Energía
de las mareas:
La
energía estimada que se disipa por las mareas es del orden de 22000 TWh. De
esta energía se considera recuperable una cantidad que ronda los 200 TWh.
El
obstáculo principal para la explotación de esta fuente es el económico. Los
costes de inversión tienden a ser altos con respecto al rendimiento, debido a
las bajas y variadas cargas hidráulicas disponibles. Estas bajas cargas exigen
la utilización de grandes equipos para manejar las enormes cantidades de agua
puestas en movimiento. Por ello, esta fuente de energía es sólo aprovechable
en caso de mareas altas y en lugares en los que el cierre no suponga
construcciones demasiado costosas.
La
limitación para la construcción de estas centrales, no solamente se centra en
el mayor coste de la energía producida, si no, en el impacto ambiental que
generan.
La
mayor central mareomotriz se encuentra en el estuario del Rance (Francia. En
nuestro país hay una central mareomotriz en Península de Valdés ( Chubut ) .
Energía
térmica oceánica
La
explotación de las diferencias de temperatura de los océanos ha sido propuesta
multitud de veces, desde que d’Arsonval lo insinuara en el año 1881, pero el
más conocido pionero de esta técnica fue el científico francés George
Claudi, que invirtió toda su fortuna, obtenida por la invención del tubo de neón,
en una central de conversión térmica.
La
conversión de energía térmica oceánica es un método de convertir en energía
útil la diferencia de temperatura entre el agua de la superficie y el agua que
se encuentra a 100 m de profundidad. En las zonas tropicales esta diferencia varía
entre 20 y 24 ºC. Para el aprovechamiento es suficiente una diferencia de 20ºC.
Las
ventajas de esta fuente de energía se asocian a que es un salto térmico
permanente y benigno desde el punto de vista medioambiental. Puede tener
ventajas secundarias, tales como alimentos y agua potable, debido a que el agua
fría profunda es rica en sustancias nutritivas y sin agentes patógenos.
Las
posibilidades de esta técnica se han potenciado debido a la transferencia de
tecnología asociada a las explotaciones petrolíferas fuera de costa. El
desarrollo tecnológico de instalación de plataformas profundas, la utilización
de materiales compuestos y nuevas técnicas de unión harán posible el diseño
de una plataforma, pero el máximo inconveniente es el económico.
Existen
dos sistemas para el aprovechamiento de esta fuente de energía:
El
primero consiste en utilizar directamente el agua de mar en un circuito abierto,
evaporando el agua a baja presión y así mover una turbina. El departamento de
energía americano (DOE) está construyendo un prototipo de 165 kW en las islas
Hawai, con él se pretende alcanzar la experiencia necesaria para construir
plantas de 2 a 15 MW.
El
segundo consiste en emplear un circuito cerrado y un fluido de baja temperatura
de ebullición (amoniaco, freón, propano)que se evaporan en contacto con el
agua caliente de la superficie. Este vapor mueve un turbogenerador, se condensa
con agua fría de las profundidades y el fluido queda dispuesto de nuevo para su
evaporación.
El
rendimiento de este sistema es su bajo rendimiento, sobre un 7%, esto es debido
a la baja temperatura del foco caliente y la poca diferencia de temperatura
entre el foco frío y caliente. Además es preciso realizar un coste extra de
energía, empleado para el bombeo de agua fría de las profundidades para el
condensado de los fluidos.
Energía
de las olas
Las
olas del mar son un derivado terciario de la energía solar. El calentamiento de
la superficie terrestre genera viento, y el viento genera las olas. Únicamente
el 0.01% del flujo de la energía solar se transforma en energía de las olas.
Una de las propiedades características de las olas es su capacidad de
desplazarse a grandes distancias sin apenas pérdida de energía. Por ello, la
energía generada en cualquier parte del océano acaba en el borde continental.
De este modo la energía de las olas se concentra en las costas, que totalizan
336000 km de longitud. La densidad media de energía es del orden de 8 kW/m de
costa. En comparación, las densidades de la energía solar son del orden de 300
W/m2. Por tanto, la densidad de energía de las olas es, en un orden de
magnitud, mayor que la que los procesos que la generan. Las distribuciones geográficas
y temporales de los recursos energéticos de las olas están controladas por los
sistemas de viento que las generan (tormentas, alisios, monzones).
La
densidad de energía disponible varía desde las más altas del mundo, entre
50-60 kW/m en Nueva Zelanda, hasta el valor medio de 8 kW/m.Los diseños
actuales de mayor potencia se hallan a 1 Mwe de media, aunque en estado de
desarrollo.
La
tecnología de conversión de movimiento oscilatorio de las olas en energía eléctrica
se fundamenta en que la ola incidente crea un movimiento relativo entre un
absorbedor y un punto de reacción que impulsa un fluido a través del
generador.
La
potencia instalada en operación en el mundo apenas llega al Mwe. La mayor parte
de las instalaciones lo son de tierra. Los costes fuera de la costa son
considerablemente mayores. En el momento actual, la potencia instalada de los
diseños más modernos varía entre 1 y 2 MW. Pero todos los diseños deben
considerarse experimentales.
De
los sistemas propuestos, para aprovechar la energía de las olas, se puede hacer
una clasificación, los que se fijan a la plataforma continental y los
flotantes, que se instalan en el mar.
Uno
de los primeros fue el convertidor noruego Kvaerner, cuyo primer
prototipo se construyó en Bergen en 1985. Consistente en un tubo hueco de
hormigón, de diez metros de largo, dispuesto verticalmente en el hueco de un
acantilado. Las olas penetran por la parte inferior del cilindro y desplazan
hacia arriba la columna de aire, lo que impulsa una turbina instalada en el
extremo superior del tubo. Esta central tiene una potencia de 500 kW y abastece
a una aldea de cincuenta casas.
El
pato de Salter, que
consiste en un flotador alargado cuya sección tiene forma de pato. La parte más
estrecha del flotador se enfrenta a la ola con el fin de absorber su movimiento
lo mejor posible. Los flotadores giran bajo la acción de las olas alrededor de
un eje cuyo movimiento de rotación acciona una bomba de aceite que se encarga
de mover una turbina.
La
dificultad que presenta este sistema es la generación de electricidad con los
lentos movimientos que se producen.
Balsa
de Cockerell, que consta de
un conjunto de plataformas articuladas que reciben el impacto de las crestas de
las olas. Las balsas ascienden y descienden impulsando un fluido hasta un motor
que mueve un generador por medio de un sistema hidráulico instalado en cada
articulación.
Rectificador
de Russell, formado por módulos
que se instalan en el fondo del mar, paralelos al avance de las olas. Cada módulo
consta de dos cajas rectangulares, una encima de la otra. El agua pasa de la
superior a la inferior a través de una turbina.
Boya
de Nasuda, consistente en
un dispositivo flotante donde el movimiento de las olas se aprovecha para
aspirar e impulsar aire a través de una turbina de baja presión que mueve un
generador de electricidad.
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