Las claves de la energía marina

Las corrientes marinas, las mareas, y las diferencias de temperatura, entre otros, son manifestaciones energéticas del mar a lo largo de nuestro planeta. Los océanos obtienen energía de dos vías: de las mareas, gracias a los movimientos del Sol y de la Luna, y de la energía solar que viene de nuestra estrella. Esta última, al calentar ciertas zonas, causa corrientes entre las zonas más cálidas y las más frías. Todas estas manifestaciones pueden ser explotadas por el ser humano para la obtención de electricidad. No olvidemos que ¾ de la superficie terrestre se encuentra cubierta por agua, por lo que parece lógico, en cierto modo, centrar nuestros esfuerzos en obtener parte de toda esa energía para suplir nuestras necesidades, teniendo en cuenta, claro, que se trata de una fuente de potencia renovable y limpia.

El potencial energético total de los océanos de la Tierra podría cubrir las necesidades totales de la humanidad varias veces, y es similar a una cifra entre 4 y 18 millones de toneladas equivalentes de petróleo. Claro está, estamos muy lejos de poder aprovechar todo el presupuesto energético de los mares en cualquier propuesta realista, pero sí podemos ver que ahí existe una gran cantidad de energía que solo está esperando a que vayamos a tomarla. Además, cualquier instalación energética marina no genera prácticamente impactos medioambientales, y su presencia tampoco afecta grandemente al paisaje. ¿Por qué, pues, no encontramos este tipo de instalaciones por todas nuestras costas, precisamente en un país tan rodeado por mares como es España? Pues la respuesta radica en el coste de estos equipos: debido a la hostilidad del mar, como el fuerte oleaje, las marejadas y tormentas, y la corrosión que el salitre impone a cualquier equipo que sea instalado en medio de las aguas, estas tecnologías demandan enormes inversiones para su instalación y mantenimiento, así como para hacer llegar la energía recolectada a tierra firme.

Existen 5 maneras distintas de obtener energía del mar. Todas ellas cuentan con ciertos beneficios y con desventajas, y algunas son más adecuadas para ciertas zonas que otras, veámoslas:

Energía de las corrientes marinas

Diagrama de generador por corrientes marinas

Las corrientes marinas son los flujos más o menos consistentes de agua que se generan debido tanto al ascenso y el descenso del nivel del mar como consecuencia de las mareas, como a las diferencias de temperatura y al efecto coriolis en una mayor escala. Todos los océanos del planeta se encuentran conectados por este tipo de flujos, que mantienen el agua en movimiento y actúan como estabilizadores de la temperatura global, llevando agua caliente a las zonas frías y llevándose de esta el agua helada. La gran estabilidad de estas corrientes hace que predecir su flujo y caudal sea mucho más sencillo que hacer lo propio con la meteorología, de la cual dependen la energía solar y la eólica.

Esta fuente de energía tiene uno de los mayores potenciales de todas las posibles maneras de extraer energía del mar, pues el caudal que estos ríos submarinos mueven es asombroso, especialmente en ciertas zonas. Por ejemplo, la captura de, únicamente, una milésima parte de la energía que mueve la Corriente del Golfo de México, equivale al aprovechamiento íntegro del caudal de todos ríos del planeta 50 veces.

Mapamundi de las corrientes marinas

Existen muchos diseños propuestos de turbinas que podrían emplearse para aprovechar las corrientes, y ya hay algunas instalaciones en funcionamiento. Además, al ubicarse sumergidos este tipo de equipos, son bastante inmunes a las tormentas, lo cual extiende su vida útil. En España, podrían aprovecharse, sobre todo, en el Estrecho de Gibraltar, por donde fuertes corrientes comunican el Mediterráneo con el océano.

Energía azul

La energía azul u osmótica es el nombre que se le da a la potencia extraíble gracias a la diferencia osmótica que causan las diferentes concentraciones de sal entre el agua fluvial y el agua marina. Para poder aprovechar estas diferencias de salinidad, solo necesitamos encontrarnos en la desembocadura de un río al mar. Poniendo en contacto dos tanques de agua, uno de ellos lleno de agua salada, y el otro, de agua dulce, podemos aprovechar el diferencial y el flujo que se genera entre ellos para generar electricidad. Solo necesitaremos una membrana osmótica, para evitar el paso de las sales, y una turbina, para transformar la energía cinética en electricidad.

El producto de desecho de todo este proceso no es más que agua salada, algo que de por sí tendríamos, pues el agua del río acaba en el mar de modo natural. Este tipo de plantas no es nuevo: la primera de ellas se inauguró en 2009 en Noruega, donde se prevé que, en un futuro próximo, esta energía podría alimentar la mitad de las necesidades energéticas del país sin afectar en absoluto a la vida animal y vegetal ni al caudal mínimo de los ríos, y todo ello sin generar residuos. En España, podrían colocarse este tipo de plantas en cualquier desembocadura fluvial, ya que todo río puede ser empleado para obtener energía de este modo.

Energía maremotérmica

Existe una diferencia de temperatura entre las aguas superficiales, expuestas al Sol en mayor o menor medida, y las aguas más profundas. Mientras que en las aguas superiores de los trópicos, de hasta 200 metros de profundidad, la temperatura oscila entre los 25 y los 30 grados, en las aguas de entre 200 y 400 metros, la temperatura va descendiendo muy rápidamente con la profundidad. Si descendemos hasta los 1000 metros, el agua se mantiene a unos 4 grados centígrados constantes, y si alcanzamos los 5000 metros, esa constante es de 2 grados.

Temperatura superficial del mar

En un generador maremotérmico, se emplea el agua tibia de la superficie para calentar un fluido muy volátil, como el amoníaco, que pasa por una turbina, haciéndola funcionar. Para volver a condensar el amoníaco y enfriarlo se emplea agua fría, bombeada desde el fondo marino. De esa manera, el ciclo se reinicia. Este tipo de diseño tiene una eficiencia teórica del 8%, aunque en la práctica, esta se vería reducida hasta el 4,4%, por ese motivo, serían necesarias enormes instalaciones de esta tecnología para producir cantidades sustanciales de energía.

Aunque este tipo de aprovechamiento de energía es renovable e inagotable, no existen muchos lugares apropiados para ubicar estas centrales. Solo las zonas ecuatoriales presentan una diferencia de 20 grados o más entre la superficie marina y el fondo, cifra mínima necesaria para hacer funcionar la turbina. Por lo pronto, en España esto es inviable. Eso sí, no genera ningún tipo de contaminación, y, teóricamente, un aprovechamiento a gran escala podría incluso cubrir las necesidades totales energéticas de la humanidad. Además, existen diseños de centrales maremotérmicas más eficientes que generan agua potable como producto de desecho, con lo que una instalación de este tipo también podría reducir nuestra dependencia del agua dulce terrestre, muy escasa.

En cualquier caso, los diseños de plantas maremotérmicas son muy costosos, y, desde luego, no resultan en absoluto tan rentables como los combustibles fósiles. Sin embargo, esta parece ser la única desventaja para una forma de aprovechamiento energético completamente respetuosa con el medio ambiente con el potencial de suplir todas nuestras necesidades.

Energía mareomotriz

Los molinos de mareas son el método más antiguo que el ser humano ha empleado para aprovechar la energía marina. Consisten en un pequeño embalse, al cual se deja entrar agua durante la pleamar para que este se llene de agua. En el punto álgido de la bajamar, una compuerta se abre, dejando escapar el agua a presión, y haciendo accionar así una rueda de molino que muele grano. Este diseño, bastante rudimentario pero ingenioso, es muy similar al que se emplea hoy en día en las centrales mareomotrices de todo el mundo.

Molino de mareas tradicional

Eso sí, solo es rentable construir una moderna planta de mareas en aquellos puntos donde la diferencia entre los niveles del agua sea superior a los cinco metros, por lo que realmente no es tan sencillo encontrar enclaves idóneos. La mayor planta del mundo se ubica en Francia: la central mareomotriz de La Rance produce 600 millones de kWh al año, suficiente para cubrir casi la mitad de las necesidades de toda la Bretaña francesa.

En una planta convencional, se genera electricidad tanto al entrar agua a la presa como al abandonarla esta, gracias a la acción de las mareas, pero existen otros diseños distintos. Algunas plantas mareomotrices no confinan el agua, sino que únicamente aprovechan la fuerza de las mareas, sin generar diferencias importantes de presión. Otras usan el agua fluvial en las desembocaduras de algunos ríos para generar electricidad junto a la fuerza de las mareas.

Diagrama de planta mareomotriz

De todas formas, la energía mareomotriz requiere de enormes inversiones, y las plantas eléctricas suelen afectar de manera bastante intensa a los ecosistemas en que son edificadas, pues aíslan de forma casi total algunas áreas de rica biodiversidad. Existen áreas con diferencias en las mareas de hasta 15 metros en el nivel del mar, donde una planta de este tipo sería muy eficiente, donde, sin embargo, se ha rechazado su edificación debido al fuerte impacto medioambiental que generaría.

Energía undimotriz

Cuando el viento incide sobre la superficie del mar, genera olas. Estas olas llevan cierta cantidad de energía, y, desde los años 80’, somos capaces de aprovecharlas para convertirla en electricidad. Todos los generadores undimotrices suelen emplear una turbina para generar la potencia eléctrica, pero el mecanismo que hace moverse a esa turbina puede variar bastante. El diseño más prometedor, por su potencial y eficiencia, consiste en una serie de boyas ancladas a una turbina fijada al suelo marino. Al oscilar verticalmente la boya por la acción del oleaje, el movimiento, que es transmitido a la turbina mediante una cadena, es transformado en energía eléctrica. Sin embargo, existen muchos otros diseños, como los fijados directamente a la costa, que presentan menos costes, aunque también generan menos electricidad.

Generador undimotriz

Son necesarios muchos de estos dispositivos para generar una cantidad significativa de potencia, pero tienen un potencial bastante fuerte. A los conjuntos de undigeneradores se les llama “granjas de olas”, y tienen un coste inicial de inversión muy significativo, superior a otras formas de energía, aunque a largo plazo pueden amortizarse. El impacto visual que pueden causar también es significativo. Aunque estos diseños no afectan demasiado a la vida salvaje, sí que afectan al paisaje de manera significativa.

Ventajas y desventajas de la energía marina

Aunque la energía marina es verde (no genera residuos contaminantes) y completamente renovable, sí es cierto que suele demandar fuertes inversiones. Sin embargo, cada vez estamos desarrollando más diseños más eficientes de generadores marinos, por lo que las excusas se nos van acabando para comenzar a confiar nuestras necesidades energéticas en una fuente limpia. Puesto que ¾ de la superficie del planeta son mares, tenemos mucho espacio para aprovechar, empelando las formas de generación de energía más idóneas en cada lugar.

De todas formas, el grado de desarrollo que muchos de los métodos aquí mencionados han alcanzado es aún reducido, por lo que necesitamos bastante investigación aún. En España, eso sí, sabemos que, tanto la costa cantábrica, como las Canarias, presentan condiciones idóneas para muchas de estas formas de aprovechamiento. El potencial energético que podríamos alcanzar en España es de 20.000 MW mediante estas tecnologías, suficiente para cubrir un gran porcentaje de nuestras necesidades nacionales.

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