Energía Mareomotriz

La energía mareomotriz es un tipo de energía renovable que consiste en el aprovechamiento de los cambios de marea para generar energía eléctrica. El principio de funcionamiento de este tipo de energía se basa en captar la energía cinética provocada por las corrientes de agua que se producen como consecuencia de los cambios de marea en zonas costeras.

En el desarrollo de las tecnologías sustentables define la energía mareomotriz como aquella energía obtenida por una de una serie de turbinas que operan mediante el flujo de agua generado por las subidas y bajadas de marea. Estas turbinas se encuentran conectadas a alternadores, los cuales al entrar en funcionamiento generan energía eléctrica limpia y amigable con el medio ambiente.

La energía de las mareas se transforma en electricidad en las centrales hidroeléctricas mareomotrices. Este tipo de instalaciones se construyen en zonas costeras. En ellas se instalan una serie de compuertas que permiten retener el agua cuando sube la marea y posteriormente, se libera de forma regulada para aprovechar la energía cinética del agua y así hacer funcionar las turbinas.

Un factor importante acerca de la energía mareomotriz es el hecho de que se trata de una de las nuevas alternativas energéticas que poco a poco van tomando más importancia en la sociedad. Esto se debe a que se trata de un tipo de energía relativamente moderna en cuanto su aprovechamiento a aprovecharse a escala global, por lo que los equipos utilizados para el aprovechamiento de los mismos aún no llegan a alcanzar el mejor rendimiento posible.

Ejemplos de energía mareomotriz

Alrededor del mundo, especialmente en los países en vías de desarrollo se pueden encontrar muchos ejemplos del aprovechamiento de la energía mareomotriz a través de centrales hidroeléctricas que funcionan bajo este sistema. A continuación mencionamos algunos ejemplos.

Central mareomotriz Tilda Lagoon


La central hidroeléctrica de tipo automotriz Tilda Lagoon está actualmente en construcción en Reino Unido. Se considera uno de los proyectos más ambiciosos de todo el mundo para el aprovechamiento de la energía mareomotriz, ya que será capaz de generar 250 MW por medio de un generador mareomotriz bidireccional.

Central mareomotriz de La rance


Es considerada una de las primeras centrales hidroeléctricas de tipo mareomotriz del mundo. Esta instalación Francesa se encuentra operando desde 1966 a través de un sistema mareomotriz bidireccional que aprovecha la captación de agua a través de la variación de mareas dentro de una presa de 750 metros de largo. Su rendimiento actual puede satisfacer el consumo energético de unas 225 mil personas.

Central mareomotriz Tilda Power Plant


Ubicada en Corea del Sur, se trata de una de las centrales mareomotrices generadoras de electricidad más importante del mundo. La misma fue inaugurada en 2011 y desde entonces es capaz de generar 254 MW por medio de 10 turbinas.

Planta de energía Mareomotriz Annapolis Royal


La planta mareomotriz Annapolis Royal se encuentra en Canadá, uno de los países que más aprovecha la energía mareomotriz en el mundo. Esta instalación cuenta con la capacidad de generar 20 MW y funciona bajo el tradicional sistema mareomotriz bidireccional.

Central mareomotriz MeyGen (Proyecto)


El proyecto de energía mareomotriz MeyGen es una propuesta europea para construir la central de energía mareomotriz más grande del mundo. En la actualidad cuenta con un enorme número de generadores de energía eléctrica que son capaces de generar 86 MW de potencia. No obstante, aún se encuentra en desarrollo. El proyecto MeyGen busca producir casi 400 MW.

Cómo se produce la energía mareomotriz

La energía mareomotriz se produce principalmente a través de dos métodos. El primero y más antiguo es el de las presas de mareas, el cual se beneficia de la energía potencial que se almacena en la masa de agua cuando esta alcanza cierta altura con ayuda de los aumentos de marea. Este tipo de plantas productoras de energía poco a poco va en declive debido a su impacto ambiental y elevado costo de infraestructura.

El otro método por el cual se produce electricidad por medio de energía mareomotriz es a través de sistemas de turbinas. Estos sistemas son parecidos a los utilizados en las plantas con turbinas eólicas que aprovechan la energía del viento. No obstante, en este caso las turbinas se instalan en el fondo marino y se mueven como resultado de las corrientes de agua producidas por los cambios de marea.

Cómo funciona

La energía mareomotriz funciona bajo principios hidráulicos muy simples que a continuación pasamos a detallar.

  • Cambios de marea: La traslación de la luna alrededor de la tierra produce cambios en la fuerza de gravedad sobre la superficie terrestre. Esto da como resultado que los niveles del agua se vean afectados a razón de los cambios sobre la fuerza de gravedad ejercida por la luna.

Naturalmente, cuando en algún punto de la tierra aumenta el nivel del mar, en otro sitio el nivel disminuye. No obstante, a medida que la luna se traslada de lugar, la fuerza de gravedad va cambiando, y con ello también los niveles del mar. Estos cambios en los niveles del mar se conocen como marea, y su aumento y disminución hace posible el aprovechamiento de la energía mareomotriz.

Aprovechamiento de las corrientes marinas.
  • Aprovechamiento de las corrientes marinas: Independientemente de cómo se produzca la energía mareomotriz en una central hidroeléctrica de tipo mareomotriz, el principio de funcionamiento de estas instalaciones se basa en captar el flujo de agua generado por los cambios de marea. Para ello se utilizan turbinas capaces de moverse por medio de la energía cinética que llevan consigo las corrientes de agua.
  • Conversión de energía mareomotriz en electricidad: Tras captar la energía cinética de las corrientes de agua causadas por los cambios de marea, las turbinas llevan este movimiento a una serie de alternadores, los cuales se encuentran conectados a las turbinas por medio de ejes. Los alternadores son generadores de corriente alterna que funcionan por medio de la inducción de un campo electromagnético, el cual se genera con ayuda de la energía cinética proporcionada por las turbinas.

Finalmente, la energía eléctrica producida por los alternadores es llevada hasta los transformadores eléctricos, los cuales elevan la tensión de la corriente eléctrica y hacen posible su traslado hacia las locaciones que harán uso de la energía eléctrica producida por medio de la energía mareomotriz.

Usos

El principal uso de la energía mareomotriz reside en la producción de energía eléctrica aprovechable por la sociedad. Esta se genera en centrales hidroeléctricas de tipo mareomotriz.

Ventajas y desventajas

La energía mareomotriz tiene muchos beneficios que vale la pena conocer. No obstante, su aprovechamiento también implica algunas desventajas. A continuación evaluamos las principales ventajas y desventajas de la energía de las mareas.

Ventajas

  • Se trata de un tipo de energía renovable, ya que los cambios de marea ocurren como consecuencia de un fenómeno natural que ocurre de forma permanente en todo el mundo.
  • Las centrales mareomotrices no requieren del uso de combustibles fósiles, ya que toda la electricidad se produce por medio de la energía cinética proporcionada por las corrientes marinas.
  • No libera gases tóxicos ni sustancias nocivas al ambiente como derivado de la producción energética.
  • Las centrales hidroeléctricas no necesitan constante mantenimiento, ya que se suelen utilizar turbinas de alta calidad que se diseñan para operar bajo condiciones concretas.
  • Al no depender de combustibles fósiles, la producción de energía eléctrica a partir de energía mareomotriz no fluctúa a razón de los precios del petróleo, algo que ocurre en las centrales hidroeléctricas convencionales.

Desventajas

  • Debido a que se trata de un tipo de energía de uso relativamente moderno, actualmente no alcanzan un rendimiento tan eficiente como el de otros tipos de energía, lo que la deja en desventaja contra las típicas centrales hidroeléctricas convencionales.
  • El costo de inversión para construir una central hidroeléctrica de tipo mareomotriz generalmente es muy elevado, por lo que muchos países y empresas prefieren optar por otros sistemas de producción energética.
  • En muchos casos, no proporcionan energía de forma continua.
  • La construcción de una central mareomotriz amerita de mucho tiempo para construirse. En algunos casos, los proyectos pueden superar los 6 años de construcción.
  • La instalación de turbinas en el lecho marino para aprovechar la energía mareomotriz tiene un impacto negativo en los ecosistemas marinos. Esto se debe a que afectan el hábitat natural de la flora y fauna del sitio en el cual éstas se colocan.
  • Debido a que dependen de muchos factores como las condiciones geográficas y la topografía del terreno, el aprovechamiento de este tipo de energía solo puede llevarse a cabo en lugares muy concretos.
  • Las tradicionales presas mareomotrices suelen tener un impacto visual significativo en las regiones costeras donde se instalan.

Fórmula matemática

La energía mareomotriz se capta por medio de turbinas en forma de energía cinética, por eso se emplea la ecuación de energía cinética para saber la potencia de generación que puede brindar la energía cinética en una turbina mareomotriz. La fórmula matemática es la siguiente:

\[E= \frac{1}{2}*m*v^{2}\]

En esta ecuación:

  • E= Potencia en forma de energía cinética
  • m= Masa de agua que pasa a través de la turbina.
  • V= velocidad del flujo de agua.