Las olas de los océanos contienen una gran cantidad de energía derivada de los vientos, de modo que la superficie del océano puede verse como un inmenso colector de energía eólica.
Por otro lado, los mares absorben grandes cantidades de energía solar, lo que también contribuye al movimiento de las corrientes marinas y de las olas. Esta energía, acumulada durante largas distancias en forma de olas, puede ser aprovechada para la generación de electricidad mediante diversas tecnologías, conocidas de manera conjunta como energía undimotriz o energía de las olas.
Las olas son ondas de energía generada por el viento y el calor solar, las cuales se transmiten por la superficie del océano. Este movimiento implica tanto un desplazamiento vertical como horizontal de las moléculas de agua. Cuando observamos el paso de una ola, vemos que el agua no se desplaza hacia adelante, sino que las moléculas de agua describen una órbita circular.
En un oleaje suave, el agua cerca de la superficie no solo se mueve de arriba abajo, sino que también lo hace hacia adelante en la cresta y hacia atrás en el seno, lo que permite transformar esta energía en electricidad. Las moléculas de agua describen un movimiento circular: suben cuando la cresta se aproxima, se mueven hacia adelante con la cresta, luego hacia abajo cuando esta pasa, y retroceden en el seno de la ola.
Estas ondas de energía en la superficie del mar, es decir, las olas, pueden desplazarse miles de kilómetros y almacenar grandes cantidades de energía, especialmente en regiones como el Atlántico Norte, donde los vientos fuertes generan olas con un potencial energético promedio de hasta 10 kW por metro cuadrado de superficie oceánica. Este recurso es inmenso cuando se toma en cuenta la vastedad de los océanos.
Aprovechamiento de la energía undimotriz
La tecnología para aprovechar la energía del oleaje se empezó a estudiar en la década de 1980 y ha avanzado considerablemente desde entonces. Se centra en convertir el movimiento vertical y horizontal de las olas en energía eólica o eléctrica. Entre las zonas más viables para la implementación de esta tecnología se encuentran las latitudes entre los 40º y 60º, donde los vientos generan un oleaje constante y con buenas características para el aprovechamiento.
En este sentido, se han desarrollado varios proyectos pioneros en Europa y otras regiones costeras, destacando ejemplos como el desarrollado en las Islas Canarias.
Actualmente, la energía undimotriz está siendo implementada en numerosos países, donde se han obtenido excelentes resultados en cuanto a la producción de electricidad. Por ejemplo:
- En Estados Unidos, alrededor de 55 TWh anuales provienen del movimiento de las olas, representando un 14 % del consumo energético del país.
- En Europa, la cifra es aún mayor, alcanzando los 280 TWh anuales.
Acumuladores en tierra de la energía de las olas
En algunas zonas donde predominan vientos como los vientos alisios, se puede instalar un sistema de embalses que acumulen el agua empujada por las olas. Estas presas deben estar elevadas, entre 1,5 y 2 metros sobre el nivel del mar, para permitir la utilización de turbinas hidroeléctricas convencionales al liberar el agua nuevamente hacia el océano.
Este sistema es factible en áreas donde las mareas no interfieren significativamente en el funcionamiento del embalse. Además, en zonas con oleaje particularmente fuerte, se pueden construir bloques de hormigón en alta mar que concentren la energía de un frente de olas en un área relativamente pequeña, lo que incrementaría el potencial energético del sistema.
Utilización del movimiento de las olas
Una de las tecnologías más conocidas para aprovechar el movimiento de las olas es el sistema de columna de agua oscilante (OWC). Este sistema consta de una estructura que encierra una columna de agua en la que se genera una presión de aire con el movimiento ascendente de las olas. Dicho aire es forzado a pasar por una turbina para generar energía. Este sistema también funciona en fases de depresión cuando la ola desciende, lo que permite continuidad en la producción eléctrica.
Un ejemplo exitoso en este campo es el buque Kaimei impulsado por turbinas de aire comprimido, desarrollado en conjunto por el gobierno japonés y el Organismo Internacional de Energía.
Ingenios innovadores
Existen diversos dispositivos que convierten el movimiento de las olas en energía. Algunos ejemplos incluyen:
- La balsa de Cockerell: un sistema de balsas articuladas que aprovechan el movimiento de las olas para accionar bombas hidráulicas.
- El pato de Salter: consiste en una serie de cuerpos ovalados que oscilan con el oleaje, cada uno de los cuales impulsa generadores eléctricos.
- La bolsa de aire de la Universidad de Lancaster: un tubo de caucho que, con el oleaje, comprime aire para mover turbinas.
Siguen desarrollándose diversas soluciones tecnológicas para aprovechar el movimiento ascendente y descendente de las olas.
Ventajas e inconvenientes de la energía undimotriz
La energía undimotriz ofrece grandes ventajas como:
- Renovable e inagotable: aprovechando un recurso que siempre estará presente en los océanos.
- Bajo impacto ambiental, salvo en ciertos casos donde se implementan sistemas de acumulación en tierra.
- Puede integrarse en infraestructuras costeras ya existentes.
Pero también tiene desventajas:
- Las instalaciones en tierra o cerca de la costa pueden tener un fuerte impacto visual y medioambiental.
- No es predecible con exactitud, ya que las olas dependen de las condiciones meteorológicas del momento.
- Los sistemas enfrentan complejidades técnicas y problemas de funcionamiento debido a las duras condiciones del entorno marino.
La energía undimotriz presenta un gran potencial y se realizan continuos avances para superar los desafíos aún presentes en su implementación a gran escala.