As ondas, una fonte de enerxía alto potencial
Martínez de Alegría Mancisidor, Iñigo
EHUko Elektronika Aplikatuko Ikerkuntza Taldeko (APERT) ikertzailea
Nos últimos anos escoitáronse con asiduidade as palabras "crises da enerxía" que suscitaron debates. A súa orixe atópase no insustentable modelo de política de consumo de enerxía que levan os países desenvolvidos, un modelo que de non modificarse provocará graves consecuencias.
A organización americana Energy Information Administration (EIA), no seu informe publicado en abril de 2011, fixo una previsión do consumo enerxético en 2035. Isto supón que en 2035 o consumo actual aumentará de 148 billóns de kW · h en 2008 a 226 billóns de kW · h en 2035. Si compáranse estes datos coas reservas de combustibles fósiles, pódese observar que estas non serán suficientes paira abastecer a demanda enerxética, polo que o uso de fontes renovables será imprescindible.
Seguindo co marco anterior, un recurso renovable que até agora se podía considerar descoñecido vai adquirindo paulatinamente relevancia co apoio de entidades privadas e públicas. Este recurso é a enerxía mariña.
Enerxía mariña
A enerxía potencial dos mares é enorme. Ademais, esta enerxía pódese obter de varias formas. O primeiro método é o aproveitamento das mareas, baseado na explotación da enerxía potencial liberada polo movemento de subida e baixada das mareas. Para que esta tecnoloxía sexa viable é necesario recorrer a zonas con mareas superiores a 6 m. O País Vasco conta con mareas de 1,5 a 4,5 m (2,5 m de media), o que dificultaría o aproveitamento desta tecnoloxía.
A segunda forma consiste en extraer a enerxía útil da enerxía cinética das correntes mariñas, de maneira similar a como a eólica salgue do vento. As zonas máis adecuadas paira iso son as estrías e as desembocaduras, onde as velocidades de corrente son elevadas (>1 m/s). Nas costas vascas as correntes mariñas non exceden a velocidade de 1 m/s, é dicir, normalmente 20 cm/s.
Outro sistema é o uso do gradiente térmico mariño. Aproveitando a diferenza de temperatura da auga pódese xerar enerxía eléctrica. Paira iso é necesaria una diferenza térmica mínima de 20ºC, polo que é necesario recorrer a zonas tropicais onde a superficie do mar alcanza una temperatura media de 25-30ºC ao longo do ano e ao mergullarse 600-900 m conséguese a diferenza de temperatura mencionada. Por tanto, as augas do Cantábrico non cumpren estes requisitos, tal e como se observa no mapa de distribución de correntes mariñas.
O cuarto método é a profitación do gradiente salino. O aproveitamento obtense da diferenza salina entre os mares e os ríos mediante unha membrana semipermeable situada nas desembocaduras dos ríos. Pero o litoral vasco tamén queda fóra desta tecnoloxía.
O último modo é utilizar as ondas. O movemento das ondas recíbese mediante un convertidor de ondas paira a súa posterior transformación en electricidade mediante diferentes técnicas neumáticas, hidráulicas ou mecánicas. O aproveitamento da enerxía das ondas pode realizarse desde a costa até rexións de profundidade superior aos 50 m. Está a traballarse no camiño de que Euskal Herria convértase nun país pioneiro desta tecnoloxía, xa que, por unha banda, a costa vasca é un lugar idóneo paira a explotación da enerxía a partir das ondas e, por outro, non se concentran nas zonas vascas as características necesarias paira facer viables o resto de métodos.
Enerxía das ondas
A enerxía das ondas caracterízase pola súa densidade enerxética (2-3 kW/m 2) superior á doutras fontes renovables (enerxía eólica 0,4-0,6 kW/m 2 ; enerxía solar 0,1-0,2 kW/m 2), a existencia de numerosos emprazamentos de explotación, un recurso próximo aos consumidores cun baixo impacto ambiental e una predición máis sinxela que a enerxía eólica. Con todo, aínda debe competir con obstáculos como as condicións climáticas extremas que se dan no mar, a lentitude do movemento das ondas (~0.1 Hz) para que se converta nunha frecuencia suficiente paira conectarse a un xerador eléctrico (50Hz) e as direccións, fases e amplitudes irregulares das ondas, entre outros.
Como se mencionou anteriormente, paira xerar enerxía a partir das ondas é necesario utilizar un aparello chamado convertidor. Existen moitos tipos de conversores, pero aínda non se destacou un deles por encima doutros. Todas elas, en xeral, pódense clasificar en tres criterios:
- En función da súa localización distínguense tres tipos: os aparellos fixados na costa ( onshore ); os situados preto da costa e en augas someras ( nearsohre ); e os situados en augas profundas lonxe da costa ( offshore ).
- En función do seu tamaño e dirección, outros tres tipos son os de estrutura pequena en relación ao tamaño da onda (absorbentes puntuais), estrutura longa paralela á dirección da onda (atenuadores) e estrutura longa perpendicular á dirección da onda (terminadores).
- En función da base de funcionamento, outros tres tipos: os que se basean na diferenza de presión exercida sobre un fluxo (OWC Oscillating Water Column, efecto Arquímedes); os que conteñen corpos flotantes flotantes movidos polas ondas; e os que extraen enerxía (sistemas de desbordamento ou sistemas de choque) das ondas.
Enerxía das ondas no litoral vasco
Na costa cantábrica existe una potencia entre 34 e 49 kW/m, condicións nas que a explotación desta tecnoloxía é viable.
As rexións máis apropiadas paira a instalación dos convertidores de ondas son o litoral de Bilbao a Cabo Matxitxako e o litoral de Orio a Higer. Existen outras zonas aptas pero a navegación e os accesos portuarios, os fondeaderos ou as zonas protexidas pola lexislación ambiental foron descartadas como zonas de explotación.
Analizando o potencial e a capacidade enerxética das ondas vascas, pódese afirmar que teoricamente a enerxía das ondas pode fornecer un consumo eléctrico de entre o 37 e o 50% dos fogares vascos. Por outra banda, a pesar de que os fluxos de enerxía máis elevados atópanse a gran profundidade, hai que ter en conta que estas rexións non son as mellores localizacións paira a instalación dos convertidores, xa que o seu acceso e/ou chegada non é fácil, o mantemento pode ser complexo e non son lugares moi coñecidos. En consecuencia, pódese afirmar que as zonas cunha profundidade media de 60 m e as zonas próximas á costa son as máis adecuadas.
Proxectos de aproveitamento de enerxía das ondas
Euskal Herria ten dous proxectos importantes: Planta OWC de Mutriku e Biscay Marine Energy Platform (BIMEP).
A planta de ondas de Mutriku conectouse por primeira vez á rede en xullo de 2011. Trátase dunha planta piloto paira o aproveitamento da enerxía das ondas e a tecnoloxía instalada é do tipo OWC. Cando a onda chega, a auga entra nunha cámara e comprime o aire que hai nela. A continuación, o fluxo de aire salgue polo orificio superior accionando una turbina a alta presión, que á súa vez vira un xerador, xerando así enerxía eléctrica. Ao afastarse da onda, absorbe aire polo buraco, actuando de novo sobre a turbina, xerando enerxía como antes.
A planta está composta por 16 turbinas de aire de 18,5 kW (Wells), cunha capacidade total de 296 kW. Segundo o EVE, a produción anual estimada é de 600.000 kWh, enerxía suficiente paira cubrir as necesidades eléctricas de 600 persoas. Con todo, o principal obxectivo da planta de Mutriku é probar e dar a coñecer a viabilidade desta tecnoloxía.
O segundo proxecto, denominado BIMEP, ten outro obxectivo: ser una infraestrutura preparada paira a demostración e investigación de convertidores de ondas en alta mar. Esta zona terá una superficie de 4x2 km 2, situada a 1.700 m da costa, fronte ao peirao de Armintza.
A área de mar estará delimitada por varias aboias. Desta forma, mediante catro cables submarinos de 5 MW de potencia canalizarase a enerxía seca xerada polos convertidores de ondas, que posteriormente se destinará á rede eléctrica xeral de distribución (132 kV/20 MW).
Ademais, estes cables estarán equipados con fibra óptica, o que permitirá a investigadores e técnicos do centro de investigación e control de Armintza obter datos sobre o rendemento e funcionamento dos convertidores de ondas imprescindibles paira a investigación. Até a data existe una única planta no mundo, a EMEC (European Marine Energy Centre), en Escocia.
Espérase que a infraestrutura estea terminada entre 2012 e 2013, e que nos primeiros catro anos de funcionamento, 30 investigadores traballen na investigación sobre as diferentes tecnoloxías ao redor da enerxía das ondas.
Conclusións
Entre as fontes renovables que compoñen a enerxía mariña, a enerxía das ondas é a que máis atención recibe de entidades públicas e privadas. Isto débese á súa alta densidade enerxética, ao seu gran número de emprazamentos de explotación e á súa proximidade ao consumidor. A costa do País Vasco é un lugar idóneo paira a produción desta tecnoloxía, e os beneficios que iso pode reportar non poden obviarse. Ademais, grazas aos proxectos que se están levando a cabo, iniciouse o camiño paira converter a Euskal Herria nun referente de enerxía das ondas.
Bibliografía
Zu idazle
Zientzia aldizkaria
