Describe el estado del arte una de las tecnologías o un tipo de aprovechamiento energético de las fuentes que están en el mar
Nombre.- Juan Carlos Avila C.
Ciclo.- Tercero Electricidad.
1. Resumen.- La energía undimotriz, que aprovecha el movimiento de las olas en el mar, representa un avance clave en el estado del arte de las energías marinas. Tecnologías como columnas de agua oscilante (OWC), atenuadores y absorbedores puntuales capturan la energía cinética irregular del oleaje para generar electricidad mediante turbinas. Prototipos como Pelamis o WaveRoller han demostrado viabilidad en pruebas a escala, con factores de capacidad del 20-40%, aunque desafíos como la corrosión y la variabilidad del oleaje persisten. En Europa, proyectos piloto en Escocia y Portugal suman megavatios instalados, con potencial global para cubrir hasta el 10% de la demanda eléctrica si se escala. Hacia 2030, se prevé comercialización mediante arrays flotantes resistentes, integrados con eólica marina.
2. Introducción.- La energía marina representa una de las fuentes renovables más prometedoras, aprovechando el vasto potencial de océanos y mares para generar electricidad limpia. Entre sus tecnologías principales destaca la undimotriz, que captura la energía de las olas mediante dispositivos como boyas flotantes, columnas de agua oscilante (OWC) o serpentines como Pelamis, con prototipos en pruebas que alcanzan megavatios en parques piloto en Escocia y Portugal.
3. Desarrollo.- La generación de energía del mar, también conocido como energía oceánica o marina, aprovecha diferentes fenómenos físicos del océano para producir electricidad. No existe un solo método, sino varias tecnologías principales dependiendo de qué recurso se utilice:
Figura 1. Tipos de Aerogeneradores
Energía Mareomotriz (Mareas)
Aprovecha el ascenso y descenso del agua del mar producido por la acción gravitatoria del Sol y la Luna.
Funcionamiento: Se construyen diques con turbinas en estuarios o bahías. Cuando la marea sube (pleamar), el agua llena el embalse pasando por las turbinas; cuando baja (bajamar), el agua retenida vuelve al mar, moviendo de nuevo las turbinas para generar electricidad.
Resumen: Aprovecha la energía potencial del desnivel del agua.
Energía Undimotriz (Olas)
Utiliza el movimiento de las olas en la superficie, el cual es generado por el viento.
Funcionamiento: Existen diversos dispositivos. Uno de los más comunes es la columna de agua oscilante: el movimiento de la ola empuja el aire dentro de una cámara, el cual sale a presión y mueve una turbina. Otros sistemas son los "serpientes de agua" (Pelamis) que aprovechan la articulación de sus secciones al ser movidas por la ola.
Energía de las Corrientes Marinas
Es muy similar a la energía eólica, pero bajo el agua.
Funcionamiento: Se instalan turbinas submarinas (parecidas a molinos de viento) en zonas donde las corrientes marinas son constantes y fuertes. La densidad del agua, al ser mucho mayor que la del aire, permite que estas turbinas generen mucha energía incluso con velocidades de corriente bajas.
Resumen: Aprovecha la energía cinética del agua en movimiento.
Energía Maremotérmica (Gradiente Térmico)
Utiliza la diferencia de temperatura entre las aguas superficiales (cálidas) y las aguas profundas (frías).
Funcionamiento: Se usa un fluido de bajo punto de ebullición (como el amoníaco). El agua cálida superficial lo evapora para mover una turbina. Luego, el agua fría bombeada desde las profundidades condensa el vapor para repetir el ciclo.
Requisito: Se necesita una diferencia de al menos 20°C, por lo que es ideal para zonas tropicales.
Energía Azul (Gradiente Salino)
Se obtiene de la diferencia de concentración de sal entre el agua de mar y el agua de río.
Funcionamiento: Se basa en la ósmosis. Al poner agua dulce y salada separada por una membrana especial, el agua dulce fluye naturalmente hacia la salada para equilibrar la concentración. Este flujo genera una presión que mueve una turbina.
4. Datos Tecnicos.-
· Energía Mareomotriz (Tidal Power)
· Potencia de diseño: Proyectos como Sihwa Lake (Corea) alcanzan los 254 MW. Turbinas individuales suelen rondar los 1.5 MW con rotores de unos 15-20 metros de diámetro.
· Energía Undimotriz (Wave Energy)
· Parámetros físicos: Se basa en la altura de la ola (H) y el periodo (T). La potencia por unidad de longitud de cresta.
· Energía de Gradiente Salino (Energía Azul)
· Rendimiento: Teóricamente, 1 m^3/s de agua dulce mezclándose con agua de mar puede generar 1 MW de potencia.
5. Produccion y rendimiento
Se estima que el potencial técnico de la energía del océano es de aproximadamente 20,000 a 80,000 TWh/año. Para ponerlo en perspectiva, el consumo eléctrico mundial ronda los 23,000 TWh/año. Es decir, teóricamente, el mar podría cubrir toda la demanda eléctrica del planeta.
Conclusiones.-
· La undimotriz mitiga el cambio climático al ofrecer energía limpia e inagotable, con proyecciones de 10 GW globales para 2030 según IRENA, impulsada por inversiones en eficiencia.
· Desafíos técnicos persisten, como altos costes de instalación y dependencia de condiciones locales, pero avances en turbinas submarinas la hacen competitiva frente a fósiles.
Su integración híbrida con otras renovables marinas acelera la transición energética sostenible, generando empleo y aceptación social en ecosistemas cleantech.
6. Bibliografia.-
https://e-archivo.uc3m.es/entities/publication/928c6c72-7c83-4319-ac04-ad1b5e321244