En la actualidad factores como la generación, transporte y consumo de las energías tradicionales, contribuyen al origen de los grandes problemas medio ambientales de nuestro planeta. Por tal motivo, frente a este escenario y como una alternativa de solución, ha habido un fuerte incremento en el uso de energías renovables.
¿Qué son las energías renovables?
Las energías renovables son las energías que se obtienen a partir de fuentes naturales consideradas como inagotables, por un lado, porque es inmensa su cantidad, y por el otro lado, porque se renuevan por medios naturales (Viloria, 2013). Entre estas fuentes se tiene al agua de los mares y océanos como el componente más abundante en el planeta. Por lo tanto, se puede considerar esta como un recurso muy valioso para el ser humano y una fuente con grandes posibilidades de generación en materia de energía eléctrica.
Buscando alternativas
Las principales fuentes de energía eléctrica que aprovechan el potencial del agua en la producción de electricidad son las centrales hidroeléctricas, pero su sensibilidad a las temporadas de sequía y el impacto negativo ambiental que pueden generar, en el sitio donde se ubiquen, hacen necesario el explorar vías alternativas. Por lo tanto, la inmensidad de los mares y océanos muestra un camino muy atractivo para ser explorado y en este escenario destacan dos formas de captar recursos para convertirlos en energía eléctrica que cada vez adquieren mayor atención por parte de los expertos, las energía undimotriz y mareomotriz. A continuación se explicará, en qué consisten estos tipos de energía, así como también las formas de producción, ventajas y desventajas de su uso.
Energía undimotriz
Las ondas marinas se forman, principalmente, a partir de la fuerza de arrastre que ejercen los vientos sobre las capas superficiales de agua en el mar (Castillo, Salas, 2016). Lo anterior indica que gracias al viento se generan perturbaciones, conocidas como oleaje las cuales se caracterizan por almacenar energía. La siguiente animación ilustra el efecto que tiene el oleaje en una boya.
Figura 1. Principio de la energía undimotriz
Fuente: (Wave float with piston rod)
A partir de la animación podemos observar que el oleaje transmite 2 efectos a la boya debido a sus características ondulatorias. Primero, podemos observar un desplazamiento horizontal del objeto debido a la velocidad de la onda. Por otro lado, se evidencia un cambio de altura debido a la variación del nivel del agua. Este tipo de energía se conoce como energía undimotriz.
Producción de electricidad a partir de la energía undimotriz
La mayoría de los equipos que se encuentran en el mercado utilizan el potencial de las boyas para convertir la energía mecánica, es decir, el movimiento de engranajes en energía eléctrica. El proceso se da gracias a la compresión y expansión de fluidos hidráulicos que a su vez hacen girar las turbinas de un generador para producir energía eléctrica. La imagen a continuación ilustra el proceso descrito anteriormente mediante tres pasos claves.
Figura 2. Funcionamiento de la planta de energía undimotriz
Fuente: (Las olas argentinas, una oportunidad más valiosa que el petróleo)
Como todo proceso, la producción de electricidad por medio de la energía undimotriz tiene tanto ventajas como desventajas.
Ventajas y desventajas
Dentro de las principales ventajas destacan el gran potencial energético y el bajo impacto en términos ambientales, debido a la nula emisión de gases de efecto invernadero. Por otra parte, uno de los aspectos negativos más importantes es el gran costo económico que tiene construir, mantener y adecuar el sistema eléctrico para poder llevarlo a operación. Se debe tener en cuenta que por muy limpia que sea esta alternativa, garantizar su rentabilidad es imperativo. Sin embargo, el hecho de que la energía undimotriz sea una energía renovable con tan baja estacionalidad, es decir, que esta fuente no se ve afectada por aspectos climáticos y está disponible para utilizarse durante todo el día. Lo anterior implica que esta alternativa tenga un punto fuerte con respecto a las demás, ya que, su capacidad energética no se verá afectada por el clima debido a que el oleaje es un recurso perpetuo.
Energía mareomotriz
Según (Quintero, Quintero, 2017), las mareas son un efecto ocasionado por la influencia del Sol y de la Luna sobre el planeta Tierra, producido cuando la Luna está localizada a una distancia considerable de la Tierra, creando un efecto de atracción y repulsión, que se observa con mayor medida en los mares, debido a la estructura física del agua. Esto crea un medio propicio para la extracción de energía a través de la implementación de tecnologías de energía mareomotriz. La siguiente imagen ilustra el efecto del Sol y la Luna sobre las mareas.
Figura 3. Efecto del Sol y la Luna sobre las mareas
Fuente: Universidad Nacional Autónoma de México, Instituto
de Geofísica, Servicio Mareográfico Nacional, México.
A partir de la Figura 3, podemos observar que el Sol y la Luna presentan dos efectos distintos sobre la Marea dependiendo de su posición. El primero de ellos, un efecto denominado como “Marea viva”, el cual se produce cada dos semanas, cuando el Sol, la Tierra y la Luna se encuentran alineados. Durante este periodo la amplitud de la Marea es máxima. El segundo efecto, se denomina “Marea muerta” y se produce una semana después de la alineación de la Tierra, el Sol y la Luna, cuando la tierra se encuentra en dirección perpendicular al Sol y la Luna, provocando que la amplitud de la Marea sea mínima.
Producción de electricidad a partir de la energía mareomotriz
La energía mareomotriz consiste en la implementación de un punto marítimo en el cual las mareas presentan un alto grado de diferencia de altura (Quintero, Quintero, 2017). Tal como en la centrales hidroeléctricas, una presa recolecta el agua del mar cuando la marea es lo suficientemente alta y luego, al bajar la marea se crea una diferencia de altura entre el agua del mar y el agua embalsada, lográndose de esta manera generar electricidad a través de la implementación de turbinas que se ponen en acción debido al movimiento del agua que pasa a través de ellas. La imagen a continuación ilustra el proceso descrito anteriormente, en el cual el agua del mar entra a la presa cuando la marea está alta y la transforma en energía mediante la implementación de una turbina.
Figura 4. Funcionamiento de la planta de energía mareomotriz
Fuente: (Gonzalez,Gonzalez, 2017)
Ventajas y desventajas
Dentro de las principales ventajas destacan los costos mínimos en materia prima necesaria para llevar a cabo su implementación y la alta disponibilidad de generar energía eléctrica en cualquier clima y época del año mientras brinda protección frente a mareas vivas. Además, uno de los aspectos más importantes de este tipo de generación, es que no produce emisiones de gases a la atmósfera, ni contaminación acústica. Por otra parte, dentro de los obstáculos más importantes predomina la necesidad de una ubicación puntual, debido a la alta dependencia de la amplitud de las mareas. Adicionalmente, este tipo de generación eléctrica, presenta un alto impacto visual en el paisaje costero y al mismo tiempo genera efectos negativos sobre la biodiversidad marina.
En definitiva, este tipo de fuentes son una excelente alternativa, dado que la materia prima utilizada durante su proceso es prácticamente inagotable, y gran parte de estas, a dia de hoy, no han sido aprovechadas de la manera correcta, desperdiciando todo el potencial que los mares y océanos pueden aportar al suministro de energía eléctrica de un país. Además, el aprovechamiento de la energía presente en los recursos renovables hídricos son de gran importancia debido a que no solamente es un medio que impulsa al sector energético y su respectivo desarrollo, sino que también es capaz de ofrecer un balance justo que muestra viable el uso de este recurso comparado con los beneficios económicos que trae. Convirtiendo así, a las energías renovables presentes en las grandes masas de agua en un músculo financiero capaz de impulsar el desarrollo social, económico y energético de un país sin dejar de lado la huella ecológica presente ante, durante y después de la implementación de dichos proyectos.
Autores : Ivan Hernadez, Andres Ramirez, Diego Rebolledo y Brandon Reyes
Profesor Asesor : Oscar E. Hernández B.
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