La fuerza de Neptuno
2005/09/01 Irazabalbeitia, Inaki - kimikaria eta zientzia-dibulgatzaileaElhuyar Fundazioa Iturria: Elhuyar aldizkaria
Normalmente se menciona la energía del mar cuando se elabora la lista de sustitutos. ¿En qué consiste el aprovechamiento de la energía del mar? Vemos los parques eólicos en nuestras cumbres, el depósito de combustible se puede llenar de biodiesel en varias zonas, una central eléctrica de Sangüesa se alimenta de paja...
Por el contrario, no sabemos si se ha movido por la energía del mar. Recientemente hemos leído en esta revista que aprovechando la construcción del nuevo dique de Mutriku se va a poner en marcha una central piloto que aprovechará la energía de las olas. ¿Eso es todo? No parece.
Los océanos como depósito de energía
Es sabido que los océanos cubren las tres cuartas partes de la superficie terrestre, lo que los convierte en grandes almacenes de energía. En el fondo negro, el océano se convierte en fuente de energía por los efectos de la Luna y, especialmente, del Sol. ¿Cómo explotar este recurso? La energía extraíble del mar puede dividirse en seis grandes grupos, que aparecen en la tabla inferior.
Parece que cada uno de estos conjuntos tiene sus características, dificultades y beneficios. Sin embargo, puede decirse que, salvo en el caso de los vientos marinos, todos se encuentran en condiciones preconcebidas suficientes, es decir, lejos de una fuente de energía fiable y expandida. Algunos, como la energía de las olas, pueden estar cerca de ser comerciales. De hecho, el aprovechamiento comercial de la energía de las olas podría estar hoy en una situación similar a la de la energía eólica hace quince o veinte años.
FEB
Este sistema aprovecha la diferencia de temperatura entre las aguas superficiales de los océanos y las aguas profundas. Las instalaciones OTEC son intercambiadores de calor donde un líquido se evapora mediante el agua caliente superficial para accionar una turbina y, más tarde, para volver a licuarse mediante aguas profundas frías. En la turbina se produce energía eléctrica. La energía eléctrica puede conectarse directamente a la red o ser utilizada para producir otra fuente secundaria de energía, como es el caso del hidrógeno a partir de las aguas marinas.
Para un correcto funcionamiento del sistema, el gradiente de temperatura mínimo es de 20ºC. Esta situación sólo se da en los océanos tropicales, lo que limita mucho la disponibilidad del sistema, aparte de los problemas tecnológicos. Asimismo, es necesario alcanzar una profundidad de 1000 m para poder encontrar este gradiente. Esto aleja las centrales eléctricas de la costa.
El sistema OTEC no es nuevo. Hace ya 18 años que hablamos de ello en la revista Elhuyar, y la verdad es que lo dicho y la inquietud que se ha hecho se mantiene. En diversas zonas del Pacífico, especialmente en Hawai, se han realizado investigaciones exhaustivas y se han puesto en marcha plantas piloto, pero no parece que tengamos una explotación comercial extendida.
Gradiente de salinidad
Este sistema de extracción de energía del mar es el más alejado del uso comercial. La espuma puede ser usable para mediados de este siglo. La base de este sistema es la explotación de la entropía que se genera en la mezcla de agua dulce y salada.
La mezcla de agua salada y agua dulce permite obtener una energía de hasta 2,6 MW m 3 /s. Para la extracción de esta energía se han propuesto diferentes vías: aprovechar la diferencia de presión de vapor existente entre el agua dulce y la salada, o utilizar la diferente capacidad de los polímeros orgánicos de soplar en agua dulce y salada. Sin embargo, las membranas semipermeables y las que utilizan procesos de ósmosis parecen las más accesibles: ósmosis retardadas por la presión (PRO) y osmosis (RED).
En el proceso RED se utilizan alternativamente celdas llenas de agua dulce o salada en las que los iones de sal migran en membranas de difusión natural y generan corriente continua de baja tensión. Las membranas utilizadas en el método PRO son más permeables al agua que a la sal, y si el agua dulce y salada están separadas por estas membranas, la ósmosis obligará a que el agua dulce se desplace hacia la zona de agua salada, obteniéndose una presión hidrostática de 26 bar.
Este sistema presenta ventajas evidentes frente a otras formas de extracción de energía marina, especialmente por su carácter continuo y por la posibilidad de construir instalaciones de todas las dimensiones, tanto de la desembocadura de un río como de un río de gran caudal. Sin embargo, muchos campos de la tecnología siguen necesitando un gran desarrollo.
Energía del viento
La energía eólica terrestre es habitual entre nosotros. En otros países, como Suecia, se están construyendo parques con aerogeneradores situados en el mar.
Tecnológicamente no presentan diferencias significativas respecto a los terrestres, además de la protección necesaria para trabajar en un entorno resalte, pero no han aumentado tanto, aunque el viento marino sea más fuerte y estable que el terrestre. Su principal razón es el coste, tanto de instalación como de mantenimiento.
También deben superar actitudes contrarias a la sociedad. Por ejemplo, los pescadores se han mostrado en contra del parque eólico marino que Greenpeace quiere impulsar frente a la Tarifa de Andalucía, porque creen que reducirá la pesca.
Corrientes marinas
En muchos lugares, las corrientes marinas tienen una gran fuerza. Por lo tanto, podría pensarse que se pueden utilizar para generar energía eléctrica. Decir y hacer. Todavía no hay instalaciones que alimenten la red eléctrica, pero ya se están probando algunas instalaciones piloto, como por ejemplo en el canal de Bristol, de IT Power. Los instrumentos de explotación de las corrientes son estructuras asentadas sobre el fondo marino, con forma de hélices que se colocan bajo el agua a una profundidad adecuada. La corriente hace girar las palas de la hélice. Tienen forma de aerogeneradores sumergidos.
Las ventajas de esta fuente energética se centran en tres: la disponibilidad de tecnología, su ubicación en la costa y su bajo impacto ambiental. Sin embargo, también presenta desventajas como la necesidad de ubicaciones especiales y los elevados costes de instalación y mantenimiento.
Energía de las mareas
Entre nosotros es bastante conocida la central de La Rance (Bretaña), que aprovecha la energía de las mareas. Hay otros en el mundo, como China y Canadá, y en la costa vasca se han utilizado molinos de marea. La tecnología que utilizan estas centrales es muy sencilla: están formadas por una presa que almacena el agua cuando sube la marea y un ramo de turbinas. Sin embargo, no está muy extendida y no parece que vaya a extenderse mucho, debido a la necesidad de espacios singulares como el estuario y a los impactos ambientales que tiene.
Energía de las olas
En el número 209 de esta revista, concretamente en el de mayo de ayer, se hizo un repaso a la energía de las olas, especialmente a las instalaciones situadas en la costa, con la excusa de la turbina que EVE tiene previsto realizar en Mutriku y que utilizará la tecnología OWC.
Sin embargo, existen otras alternativas para el aprovechamiento de la energía de las olas, entre las que destacan las instalaciones que se ponen en flotación o semi-flotación en el mar, y que existen en el mundo infinidad de proyectos para aprovechar de esta manera la energía de las olas. Uno de ellos es el Pelamis, que ya está en sesiones piloto.
Pelamis es un largo tubo a modo de gusano que flota en alta mar. Este tubo, de 150 m de longitud y 3,5 m de diámetro, está dividido en cuatro tramos. Pelamis puede moverse tanto hacia arriba como hacia abajo y hacia la izquierda y la derecha por acción del oleaje, haciendo que el aceite de un circuito hidráulico pase por las turbinas generadoras de energía eléctrica. Estas estructuras tipo gusano se anclarían en una especie de red cerca de la costa. Un parque de 1 km 2 de pelamis podría suministrar energía eléctrica de 30 MW.
La explotación energética de los mares está en sus inicios. La mayoría de los proyectos no han pasado por pruebas. Sin embargo, es uno de los futuros más prometedores y extendidos en el campo de las energías alternativas. Por ello, no debería sorprendernos que en pocos años, las partes significativas del suministro mundial de energía eléctrica provengan del mar.
Energía marina en el País Vasco
El proyecto que tiene que realizar el EVE en Mutriku pretende demostrar que la energía marina ha comenzado a arrancar en Euskal Herria. En nuestro caso, la energía de las mareas, sistemas como OTEC o el aprovechamiento de las corrientes marinas no tiene sentido porque el nivel de las mareas es demasiado bajo (4,5 m), la diferencia de temperatura entre las aguas superficiales y las profundas es demasiado reducida y no hay corrientes marinas significativas.
Sin embargo, desde el punto de vista de la energía de las olas y de la energía de los vientos marinos son buenas opciones. Sólo teniendo en cuenta la dirección y la fuerza del viento, es posible la construcción de parques eólicos marinos en la costa vasca, pero dado el rápido hundimiento de la plataforma continental, no parece que se vaya a ir por esta vía por problemas económicos.
La energía de las olas puede tener futuro. Según el estudio realizado por César Vidal en la Universidad de Cantabria, la costa vasca es un lugar idóneo para aprovechar la energía de las olas. Vidal ha destacado dos características: por un lado, la fuerza expresiva de las olas y, por otro, su baja variabilidad de dirección. De hecho, en el Cantábrico las olas dominan el noroeste.
Además de la de Mutriku, próximamente habrá otra planta piloto en el mar de Bizkaia. Promovido por Iberdrola, a la altura del cabo Pescador de Santoña (Cantabria) se construirá una central flotante que usará energía de las olas entre 1,5 y 3 kilómetros de la costa. Se utilizará la tecnología de Ocean Power Technologies. La central estará formada por diez boyas de 150 kW que se conectarán mediante un cable a la red eléctrica. Se trata de determinar la curva de producción, la capacidad de adaptación del sistema de las mareas a la diferencia de altura, los problemas de mantenimiento, los costes de operación, la interconexión entre unidades y red y los costes de inversión.
Investigadores y tecnólogos vascos no quieren quedarse atrás en este campo. Como consecuencia, la corporación Tecnalia ha constituido un grupo de trabajo dentro del proyecto Oceantec para trabajar en el sector de las tecnologías de las energías marinas. Tiene cuatro objetivos principales: desarrollar la actividad tecnológica necesaria para la creación de industria en el ámbito de las energías marinas; desarrollar un sistema de generación de energía; crear una infraestructura piloto y crear el Centro Vasco de Energías Marinas.
Por otro lado, la actividad del EVE no se limitará únicamente a la iniciativa de Mutriku. En este sentido, se está llevando a cabo una evaluación de los recursos, como son las características de las olas que azotan la costa vasca. En este contexto se enmarca el informe del profesor Vidal anteriormente mencionado. Asimismo, pretende impulsar el sector vasco de las energías marinas.
Los retos de la energía marina
A la vista de lo escuchado en la jornada organizada por el EVE, se podría pensar que la situación de la energía marina es similar a la de la energía eólica hace unos quince años. De hecho, algunas tecnologías están desarrolladas y estamos en condiciones de dar el salto al sector comercial. Podemos estar a las puertas del auge de la energía marina. Entre los expertos se planteaban, además de la fiabilidad de las tecnologías, dos preocupaciones principales: por un lado, convertir las tecnologías de la energía de las olas en atractivas ante el mundo financiero para atraer inversiones y poner en marcha el negocio energético de las olas, y por otro, minimizar el impacto visual de las instalaciones de aprovechamiento energético de las olas.
Algunos expertos pusieron el acento en la fiabilidad de la tecnología, y especialmente en el desarrollo de estándares de comparación de sistemas. Es decir, en la necesidad de poner en marcha una tecnología de la energía marina tipo ISO. En este sentido, se consideró muy importante el trabajo realizado por el centro EMEC ubicado en las islas Orkney de Escocia. En esta organización se está trabajando en el desarrollo de estos estándares y se ha trabajado durante cuatro años en un sistema OWC que ahora está siendo testado por Pelamis.
