Concentrada o en grandes cantidades, en forma de tormenta tropical o en ríos de alto caudal y velocidad, la fuerza del agua es un elemento que podemos aprovechar. Esto es algo que sabemos ya desde hace mucho tiempo, ya que muchos países cuentan con la energía hidroeléctrica como una gran e importante fuente de generación de electricidad, controlable, abundante y segura. No obstante, ello no significa que sea la única manera de encontrarle un uso útil a la fuerza cinética del agua. Actualmente existen varias tecnologías que son capaces de generar electricidad en el mar, y en este artículo abordaremos algunas de ellas.
Energía Mareomotriz
Una de las más conocidas alternativas es la energía mareomotriz, una fuente de energía que se basa en la generación de electricidad a partir de la subida y bajada de las mareas que son producto de las fuerzas gravitacionales de la luna y el sol sobre la Tierra. Debido a su naturaleza son una fuente de energía renovable que puede aprovecharse para la generación de energía eléctrica.
Para generar electricidad usando la energía de las mareas, existen varias alternativas que pueden utilizarse. Una de ellas es las turbinas mareomotrices, utilizando el mismo concepto en el que se basan las turbinas eólicas, las hélices de una turbina son colocadas bajo el agua para que la diferencia de altura cuando sube y baja la marea produzca un movimiento rotacional en la turbina que genere electricidad. Dichas turbinas giran aproximadamente entre 12 y 18 veces por minuto y pueden ser flotantes o pueden también fijarse al lecho marino.
Otra opción consiste en construir un dique que produzca una diferencia en la altura del agua entre ambos lados del dique gracias a las mareas bajas y altas, colocando una turbina en la sección inferior cuyas hélices se moverían con el desplazamiento del fluido en dicho canal, dentro de las tecnologías disponibles esta es actualmente la más eficiente. Finalmente, otra alternativa es colocar una estructura vertical con hélices horizontales capaces de recolectar la energía cinética de las mareas de manera efectiva. En cualquier caso, la diferencia de altura mínima entre las mareas debe de ser de al menos 5 metros para poder ser una fuente de energía considerable.
Desde el punto de vista operacional la energía mareomotriz es altamente predecible comparado con otras fuentes de energía renovable. Se sabe que siempre existen dos niveles bajos de la marea y dos niveles altos cada día, con estimaciones muy precisas de las alturas respectivas, es posible determinar cuanta energía puede generarse en un día. No obstante, el desfasaje entre los picos de generación y los picos de consumo hace que no pueda considerarse para carga base en la red. Además, dado que una planta mareomotriz puede localizarse solamente en lugares con diferencias de alturas entre las mareas de 5 metros al menos, se limita en gran medida los lugares donde pueden instalarse. Aun así existen lugares como la estación La Rance en Francia o la plana de Sihwa en Corea del Sur que pueden tener una potencia instalada de hasta 250MW.
Energía Undimotriz
Otro gran representante del potencial del mar para generación de electricidad es la energía undimotriz. Esta forma de energía se basa principalmente en aprovechar la energía cinética y potencial de las olas para generar un movimiento rotacional u oscilatorio que pueda ser aprovechado por una turbina directamente o por un sistema hidráulico.
En este sentido, utilizando costas con alto potencial y continuo oleaje se puede instalar una cámara reforzada de concreto en la orilla con una abertura inferior que se conecte con el lecho marino, dejando espacio suficiente para que el agua pueda entrar en la cámara. El agua fluye del mar a la cámara y de regreso gracias al movimiento oscilatorio de las olas. Dimensionando la cámara para que proporcione los niveles correctos de presión, es posible generar una corriente de aire dentro de la cámara que desplazada por la subida y bajada del agua, sea capaz de generar movimiento en una turbina que pueda girar tanto en un sentido como en el otro. Dicha turbina conectada a un generador produce electricidad.
Otros métodos existen también para generar energía a partir de las olas. Un ejemplo puede ser un sistema de boyas que utilizando el movimiento oscilatorio de las olas en sentido vertical son conectadas a una columna imanes que son colocados dentro de una cámara. Dichos imanes son concéntricos a una bobina, y gracias a las leyes del magnetismo es posible generar una corriente inducida en la bobina que puede utilizarse para generar electricidad.
Si bien existen varias configuraciones, la energía undimotriz aún presenta grandes retos para generar energía de manera rentable y confiable. Sin embargo, desde 2019 se le ha dado un pequeño impulso a esta tecnología con varias plantas de prueba a ser instalada en varias partes del mundo con un total de 4 MW.
2MW (apuntando eventualmente a 3MW) de esos 4MW se han proyectado para ser instalados en la localidad de Lanzarote, aquí en España. Gracias a la consistencia y amplio recurso de oleaje de Lanzarote a lo largo de la costa norte, se ha aprobado la instalación de una planta desconectada de la red que en primer lugar será comisionada para el 2022. Lo novedoso de esta planta será que explorará un nuevo método para capturar energía llamado mWave, el cual consiste en un dispositivo que se coloca debajo del agua y captura energía de la presión de las olas que pasan por encima. Al colocar el dispositivo generador debajo del agua, se evita la necesidad de proteger al dispositivo contra tormentas u oleajes demasiado fuertes, elemento que había sido elusivo y problemático hasta ahora.
Energía Océano Térmica (OTEC)
Finalmente, quizás la menos conocida entre las energías del mar es la OTEC, conocida también como energía océano térmica.
Esta fuente de energía fue desarrollada conceptualmente a principios del siglo XX, sin embargo, no fue sino hasta el siglo XXI que se desarrolló por primera vez plantas capaces de generar electricidad basándose en ese principio.
La tecnología hace uso de las diferencias de temperatura en el mar para generación de energía eléctrica. Básicamente, se utiliza un fluido de transferencia de calor con una baja temperatura de ebullición como el amoníaco, para poder generar vapor a partir de la circulación de agua caliente que está en la superficie del mar y cuya temperatura está a aproximadamente 25ºC.
El vapor generado, se conecta a una turbina que puede generar electricidad, y posteriormente utilizando agua que está a 1km de profundidad en el mar, cuya temperatura se reduce a cerca de 5ºC, se puede condensar el fluido de regreso a su forma líquida para continuar con el ciclo de generación.
La tecnología puede ser modular y escalable o puede también ser instalada en una plataforma grande en el mar o en la costa. Es capaz de generar electricidad 24/7 y tiene una eficiencia aproximada del 7%. La desventaja está en que solo puede instalarse en áreas donde la diferencia de temperatura sea de al menos 20ºC, y ello se ubica principalmente en las zonas tropicales. Existen actualmente algunas plantas en operación principalmente en Hawaii, Japón, Filipinas, Martinica, China y Omán, pero la tecnología aún está en temprano desarrollo y no ha sido capaz de llegar a nivel
