La energía de las mareas o energía mareomotriz

La energía de las mareas o conocida de forma más científica como 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.

Con este término podemos decir que el movimiento de las aguas, producido por la atracción de la Luna dos veces al día, es posible utilizarlo como fuente de energía.

Este movimiento consiste en una elevación del nivel del mar, que en algunas zonas puede llegar a ser considerable.

La Luna va perdiendo energía, de una forma muy lenta, y va generando las fuerzas de marea, por lo que a su vez provoca que se vaya situando a una diferencia cada vez mayor de la tierra.

La disipación media de energía en forma de fuerzas de marea es de unos 3,10¹² vatios, o unas 100.000 veces menos que la luz solar media recibida sobre la tierra.

Las fuerzas de marea no solo influyen en los océanos, creando mareas oceánicas, sino que también inciden en los organismos vivos, generando fenómenos biológicos complejos que constituyen parte de los biorritmos naturales.

La marea producida por la Luna en los océanos es inferior a un metro de altura, pero en aquellos lugares en donde la configuración del terreno amplifica el efecto de la marea, se puede producir un cambio de mucho mayor nivel.

Esto se produce en un reducido número de zonas de poca profundidad, situadas sobre la plataforma continental y son estas zonas, las que pueden ser aprovechadas por el hombre para obtener energía a través de la energía mareomotriz.

Utilización de la energía mareomotriz

Contrariamente a lo que pudiera pensarse de la energía mareomotriz, esta ha sido utilizada desde muy atrás, ya en el antiguo Egipto fue empleada y en Europa comenzó a utilizarse en el siglo XII.

En 1580 se instalaron bajo las arcadas del Puente de Londres 4 ruedas hidráulicas reversibles para el bombeo del agua, que continuaron en funcionamiento hasta 1824, y hasta la Segunda Guerra Mundial, se hallaban funcionando en Europa multitud de molinos, que utilizaban la fuerza de las mareas.

Uno de los últimos dejó de funcionar en Devon, Reino Unido, en 1956.

Sin embargo, a partir de 1945 apenas ha existido interés alguno en la energía mareomotriz a pequeña escala.

Aprovechamiento de la energía mareomotriz

El aprovechamiento de la energía mareomotriz en principio es sencillo y es muy similar a la de la energía hidroeléctrica.

Aunque existen diversos procedimientos, el más sencillo consiste en una presa, con compuertas y turbinas hidráulicas, situada cerrando un estuario  (desembocadura, en el mar, de un río amplio y profundo, e intercambia con esta agua salada y agua dulce, debido a las mareas. La desembocadura del estuario está formada por un solo brazo ancho en forma de embudo ensanchado), donde las mareas tengan una cierta importancia de altura.

Para analizar el trabajo del sistema se puede observar en las dos imágenes siguientes.

El funcionamiento es muy simple y consiste en:

• Al subir la marea se dice que se va a alcanzar la pleamar (estado más alto o altura máxima alcanzada por la marea), en este momento se abren las compuertas y se comienza a turbinar el agua que accede al estuario.
• Cuando pasa la pleamar y se ha acumulado una carga de agua suficiente, se cierran las compuertas para evitar que el agua retorne al mar.
• Por último, cuando se alcanza la bajamar (estado más bajo o altura mínima alcanzada por la marea), se deja salir el agua a través de las turbinas.

Todo el proceso de entrada del agua al estuario como en el de salida, las turbinas mueven unos generadores que producen energía eléctrica.

Las turbinas utilizadas deben ser por tanto reversibles para que funcionan correctamente tanto al entrar agua en el estuario o ensenada como a la salida.

Distribución de las mareas en el mundo

Como he comentado anteriormente las mareas se ven amplificadas por la configuración del fondo marino en algunas zonas en concreto, donde sería posible utilizar las mareas como fuente de energía, que es a fin de cuentas lo que nos interesa.

Los lugares más destacados para llevar a cabo esto son:

• En Europa, en la bahía de La Ranee en Francia, en Kislaya Guba en Rusia, en el estuario del Severn en el Reino Unido. Todos estos emplazamientos poseen mareas extremadamente altas, con un ascenso y descenso diarios de 11 a 16 metros.
• Si vamos a  Sudamérica vemos que se producen mareas de más de 4 metros a lo largo de las costas de Chile y de la región meridional de Argentina. La marea alcanza los 14 metros en Puerto Gallegos (Argentina). Existiendo asimismo emplazamientos apropiados cerca de Belern y Sao Luiz, Brasil.
• En Norteamérica, en la Baja California, en México, con mareas de hasta 10 metros, ha sido mencionada como posible región para el aprovechamiento de la energía mareomotriz. Además, en Canadá, en la bahía de Fundy, se producen mareas de más de 11 metros también.
• En Asia, se han registrado mareas elevadas en el Mar Arábigo, la bahía de Bengala, Mar Chino Meriodional, a lo largo de la costa de Corea y en el Mar de Okhotsk.
• Sin embargo en Rangún, Burma, las mareas alcanzan alturas de 5,8 metros. En Amoy (Szeming, China), se producen mareas de 4,72 metros. La altura de las mareas Jinsen, Corea, supera los 8,77 metros y en Bombay, India, las mareas consiguen los 3,65 metros.
• En Australia, la amplitud de las mareas asciende a 5,18 metros en Port Hedland y a 5,12 metros en Port Darwin.
• Por último en África no existen emplazamientos favorables, tal vez pudieran construirse centrales de modesta envergadura al sur de Dakar, en Madagascar y en las islas Comoro.

A escala mundial, existen unos 100 emplazamientos apropiados para la construcción de proyectos de gran envergadura, aunque existen muchos otros en los que podría construirse proyectos más pequeños.

Incluso podrían utilizarse, para la generación de electricidad, mareas inferiores a los 3 metros, aunque su rentabilidad sería mucho menor.

No obstante, la instalación de una central mareomotriz (que sea eficaz) es sólo posible en lugares con una diferencia de al menos unos 5 metros entre la marea alta y la baja.

Hay pocos puntos en el globo donde ocurre este fenómeno. Estos son los principales:

En total, podría llegar a instalarse para la producción de electricidad, en los principales emplazamientos del mundo unos 13.000 MW, cifra equivalente al 1% del potencial hidroeléctrico mundial.

La energía mareomotriz en España

En España el estudio de esta energía lo lleva a cabo especialmente el Instituto de Hidráulica de la Universidad de Cantabria, el cual dispone de un tanque de pruebas bastante grande para la investigación y experimentación de lo que se conoce como Cantabrian Coastal and Ocean Basin (ingeniería marina).

El tanque mencionado posee unos 44 metros de anchura y 30 metros de longitud consiguiendo de esta forma poder simular olas de hasta 20 metros y vientos de 150km/h.

Por otra parte, no nos quedamos atrás, ya que en 2011 se inauguró la primera planta mareomotriz localizada en Motrico (Guipúzcoa).

La central dispone de 16 turbinas capaces de producir 600.000 KWh anuales, es decir, lo que consumen de media unas 600 personas.

Además, gracias a esta central cientos de toneladas de CO2 no irán a la atmósfera cada año, se estima que tiene el mismo efecto depurativo que podría originar un bosque de unas 80 hectáreas.

Este proyecto tuvo una inversión total de unos 6,7 millones de euros de los cuales unos 2,3 eran para la planta y el restante para la obra en el dique.

Las turbinas, que generan cada una unos 18,5 KWh, están divididas en grupos de 4 y se localizan en el cuarto de máquinas, en la parte superior del espigón.

Además, la zona que las refugia se sitúa en uno de los tramos curvos centrales del dique con una altura media del agua de 7 metros y unos 100 metros de longitud.

Ventajas e inconvenientes de la energía mareomotriz

La energía mareomotriz presenta muchas ventajas y algunas de ellos son:

• Es una fuente de energía inagotable y renovable.
• Esta distribuida por amplias zonas del planeta.
• Es perfectamente regular, independientemente de la época del año.

No obstante, este tipo de energía presenta una serie de graves inconvenientes:

• El considerable tamaño y coste consiguiente de sus instalaciones.
• La necesidad de que los emplazamientos posean una topografía  que permita la construcción de la presa de manera relativamente fácil y económica.
• La producción intermitente, aunque predecible, de la energía.
• Los posibles efectos nocivos sobre el medio ambiente tal como el aterramiento, reducción de las playas de los estuarios, de las que dependen multitud de aves y organismos marinos, la reducción de zonas de cría de especies marinas y la acumulación de residuos contaminantes en los estuarios aportados por los ríos.
• La restricción de acceso a los puertos situados aguas arriba.

Los inconvenientes de este tipo de energía hacen que pueda resultar muy polémica su utilización, por lo que probablemente no sea conveniente su implantación más que en casos muy concretos, en los que se compruebe que sus impactos son muy pequeños comparados con sus beneficios.