Energia Mareomotriz

Mi primer post Introducción Energía Mareomotriz La energía mareomotriz se debe a las fuerzas de atracción gravitatoria entre la Luna, la Tierra y el Sol. La energía mareomotriz es la que resulta de aprovechar las mareas, es decir, la diferencia de altura media de los mares según la posición relativa de la Tierra y la Luna, y que resulta de la atracción gravitatoria de esta última y del Sol sobre las masas de agua de los mares. Esta diferencia de alturas puede aprovecharse interponiendo partes móviles al movimiento natural de ascenso o descenso de las aguas, junto con mecanismos de canalización y depósito, para obtener movimiento en un eje. Mediante su acoplamiento a un alternador se puede utilizar el sistema para la generación de electricidad, transformando así la energía mareomotriz en energía eléctrica, una forma energética más útil y aprovechable. La energía mareomotriz tiene la cualidad de ser renovable, en tanto que la fuente de energía primaria no se agota por su explotación, y es limpia, ya que en la transformación energética no se producen subproductos contaminantes gaseosos, líquidos o sólidos. Sin embargo, la relación entre la cantidad de energía que se puede obtener con los medios actuales y el coste económico y ambiental de instalar los dispositivos para su proceso han impedido una proliferación notable de este tipo de energía. Otras formas de extraer energía del mar son: las olas, la energía undimotriz; de la diferencia de temperatura entre la superficie y las aguas profundas del océano, el gradiente térmico oceánico. Central mareomotriz La energía de las mareas se transforma en electricidad en las denominadas centrales mareomotrices, que funcionan como un embalse tradicional de río. El depósito se llena con la marea y el agua se retiene hasta la bajamar para ser liberada después a través de una red de conductos estrechos, que aumentan la presión, hasta las turbinas que generan la electricidad. Sin embargo, su alto costo de mantenimiento frena su proliferación. El lugar ideal para instalar un central maremotriz es un estuario, una bahía o una ría donde el agua de mar penetre. La construcción de una central maremotriz es sólo posible en lugares con una diferencia de al menos 5 metros entre la marea alta y la baja. El agua, al pasar por el canal de carga hacia el mar, acciona la helice de la turbina y ésta, al girar, mueve un generador que produce electricidad. Como funciona Cuando la marea sube, las compuertas del dique se abren y el agua ingresa en el embalse. Al llegar el nivel del agua del embalse a su punto máximo se cierran las compuertas. Durante la bajamar el nivel del mar desciende por debajo del nivel del embalse. Cuando la diferencia entre el nivel del embalse y del mar alcanza su máxima amplitud, se abren las compuertas dejando pasar el agua por las turbinas Ventajas Auto renovable No contaminante Silenciosa Bajo costo de materia prima No concentra población Disponible en cualquier clima y época del año Desventajas Impacto visual y estructural sobre el paisaje costero Localización puntual Dependiente de la amplitud de mareas Traslado de energía muy costoso Efecto negativo sobre la flora y la fauna Limitada Recursos de las mareas Los recursos de las mareas son las variaciones que se dan en el nivel del mar dos veces al día, causadas, principalmente, por el efecto gravitacional de la Luna, y en una menor medida, del Sol, en los océanos del planeta. La rotación de la Tierra es también un factor en la generación de las mareas. El aprovechamiento de la energía de las mareas no es un nuevo concepto y se ha venido usando desde, al menos, el siglo XI en Inglaterra y Francia para el almacenamiento en molinos de granos. Física de las mareas Es esencial comprender los principios que producen el aumento de las mareas para explicar la energía de las mismas. Si bien es complejo alcanzar un conocimiento profundo de las interacciones que se encuentran en juego, el origen de las mareas puede ser explicado en términos generales investigando los efectos gravitacionales de la Luna y el Sol en el océano y el efecto de las fuerzas centrífugas. Efectos gravitacionales y la fuerza centrífuga La interacción de la Luna y la Tierra dan como resultado que los océanos del planeta crezcan hacia la Luna. En el lado opuesto de la Tierra a la Luna, el efecto gravitacional está parcialmente neutralizado por la Tierra, resultando en una menor interacción y los océanos ubicados en ese lugar se alejan de la Luna, debido a las fuerzas centrífugas. Esto es conocido como Marea Lunar. Esta situación se complica por la interacción gravitacional del Sol que resulta en un efecto idéntico, de los océanos del planeta creciendo y alejándose del Sol en los lados adyacentes y opuestos de la Tierra. Este fenómeno es conocido como Marea Solar. Como el Sol y la Luna no están ubicados en posiciones fijas en la esfera celeste, sino que cambian de posición con respecto uno del otro, su influencia en el rango de mareas (la diferencia entre la marea alta y baja) también se ve afectada. Por ejemplo, cuando la Luna y el Sol están en línea con la Tierra, el rango de marea es la superposición del rango de las Mareas Lunar y Solar. Esto resulta en el rango de marea máximo (mareas de primavera). Por el contrario, cuando la Luna y el Sol están ubicados en ángulo recto a cada uno, se producen las diferencias de mareas más pequeñas , resultando en las Mareas Muertas. Mareas En el océano las fuerzas de origen externo son producidas por el Sol y la Luna. El Sol, por calentamiento, da lugar al movimiento del aire, es decir, los vientos, y la Luna colabora en la generación de la marea, o sea que produce el ascenso y descenso periódico de la superficie del mar. Los movimientos del aire se originan con los cambios de temperatura. El Sol calienta la Tierra, las aguas y el aire que la rodean, pero este calentamiento no es uniforme. El aire se calienta más en ciertas partes del planeta que en otras. A mayor calor el aire se torna más liviano y se eleva, dando lugar a zonas de bajas presiones. Los astros generadores de la marea son. en orden de importancia, la Luna y el Sol. Juntos dan lugar a la marea, pues ambos atraen las masas de agua de la Tierra en la misma forma que ésta atrae objetos próximos a su superficie. Debido a la fuerza de atracción gravitacional y a! hecho que la Luna, el Sol y la Tierra se hallan en movimiento en relación uno con el otro, las aguas de las cuencas oceánicas también se ponen en movimiento. Una vez que esto ocurre, se manifiesta el fenómeno de la marea. El movimiento de los grandes volúmenes de agua por efecto de la marea es una forma de movimiento ondulatorio. Corrientes y tormentas En el océano, las bahías y las lagunas adyacentes, las corrientes se producen cuando el agua de una zona se encuentra más alta que la de otra zona próxima. El agua de la zona más alta fluye hacia la más baja, creando así una corriente. Algunas de las causas de estas diferencias de alturas en el mar se deben al viento, la marea, la rompiente y a las corrientes que retornan hacia el mar desde la zona costera. El viento, al soplar sobre el agua superficial, crea una "tensión" sobre las partículas de agua e inicia el movimiento de ellas en la dirección en la cual está soplando, creándose de este modo una corriente superficial. Cuando una corriente de estas características se dirige hacia la costa, el agua tiende a apilarse contra ella, produciendo así una sobreelevación. Se ha comprobado que durante tormentas violentas el viento puede elevar el nivel del mar en varios metros. Características de las playas Una playa se caracteriza por las dimensiones medias de las partículas de arena que la componen, por el rango y la distribución de las dimensiones de dichas partículas, por la altura y ancho de la berma, por la pendiente de la anteplaya y por la pendiente general de la costa interior y la zona frontal de la playa. Por lo general, cuanto mayor es el tamaño del grano que compone la arena, mayor será la pendiente de la playa, en cambio, cuanto más fina es la arena menor será la pendiente de la playa. La necesidad de la energía de las mareas en un sistema de energía sustentable La energía de las mareas presenta un potencial muy grande para mejorar el transporte, debido al desarrollo de puentes para automóviles y ferroviarios sobre estuarios, y la reducción de las emisiones de gases que producen el efecto invernadero, gracias a la utilización de la energía de las mareas en reemplazo de los combustibles fósiles. Las mareas pueden proveer una base de generación de energía para desplazar a los combustibles fósiles y a las tecnologías contaminantes que dañan directamente el medio ambiente. Existen problemas con los sistemas de mareas que utilizan grandes represas para su generación, sin embargo existen otros métodos para generar energía de a partir de las mareas que no requieren este tipo de grandes construcciones. El futuro de la energía de las mareas El futuro de la energía de las mareas parece comenzar a brillar con el desarrollo de tecnologías de generación de mareas que tienen poco impacto en el medio ambiente, y que además tienen costos de capital más bajos y por lo tanto menores costos de producción. La energía de las mareas parece estar comenzando a ser una parte importante del futuro de la energía sustentable. Proyectos en el mundo Los principales y potenciales sitios de generación mareomotriz por su condición geográfica son: 1. Siberia 2. Inchon, Korea 3. Hangchow, China 4. Hall's Point, Australia 5. Nueva Zelanda 6. Anchorage, Alaska 7. Panamá 8. Chile 9. Punta Loyola, Argentina 10. Brasil 11. Bahía de Fundy 12. Frobisher Bay, Canadá 13. England 14. Antwerp, Bélgica 15. LeHavre, Francia 16. Guinea 17. Gujarat, India 18. Burma 19. Río Semzha, Rusia 20. Río Colorado, México 21. Madagascar Central mareomotriz de La Rance Ubicación: La central mareomotriz se ubica sobre el Río Rance, cuyo cauce desemboca sobre el Océano Atlántico muy cerca del canal de la Mancha, zona además donde se encuentra la ciudad de Saint-Maló En noviembre de 1996, la planta de energía mareomotriz celebró su 30 aniversario de operación, el proyecto precursor que comenzó en 1950 siendo un suceso económico , industrial y tecnológico. Durante 30 años, las 24 turbinas de La Rance habían mostrado buenos resultados de rentabilidad. La planta de energía ha operado sin mayores incidentes o averías durante 160.000 horas en las que ha generado 16 billones Kwh. Para habilitar la planta de energía mareomotriz y operarla correctamente durante los próximos 30 años, Electricité de France ha decidido para verificarla una reparación general y preventiva de todo el equipamiento, este programa de restauración será extendido por un período de 10 años. La primera tentativa seria para el aprovechamiento de la energía de las mareas se realiza actualmente en Francia, precisamente en el estuario de Rance, en las costas de Bretaña. Solo abarca 2.000 ha., pero reúne magnificas condiciones para el fin que se busca; el nivel entre las mareas alta y baja alcanza un máximo de 13,5 metros, una de las mayores del mundo. El volumen de agua que entrara en la instalación por segundo se calcula que en 20.000 m3. , cantidad muy superior a la que arroja al mar por segundo el Rin. Su coste será de miles de millones de francos; pero se calcula que rendirá anualmente mas de 800 millones de kv/h. Un poderoso dique artificial que cierra la entrada del estuario; una esclusa mantiene la comunicación de éste con el mar y asegura la navegación en su interior.