Las turbinas de marea, como esta en Nova Scotia, se pueden usar para producir grandes cantidades de energía renovable limpia. Fuente de la imagen: Hakai Magazine

El cambio climático constituye una amenaza cada vez mayor, por lo que el interés en las fuentes de energía renovable y en la demanda de energía limpia está aumentando cada vez más. Esto ha ocasionado un rápido desarrollo de nuevas formas de obtener energía, como la energía mareomotriz.

La energía mareomotriz es una forma de energía hidráulica con un potencial increíble para abastecer de energía nuestro futuro. Hay tres formas de extraer energía mareomotriz: las turbinas de marea, las presas de marea y las vallas de marea.

Generar energía mareomotriz es renovable y predecible, y además puede producir cantidades enormes de energía. Sin embargo, los lugares adecuados para la generación de energía mareomotriz son escasos, y la construcción del equipo es muy costosa.

Sigue leyendo para analizar con más detalle algunas de las ventajas y desventajas de este tipo de energía.

¿Qué es la energía mareomotriz?

La energía mareomotriz es una fuente de energía renovable que convierte la energía generada por los cambios de las mareas y las corrientes del océano en electricidad útil. La energía mareomotriz se puede obtener usando diferentes tipos de tecnologías, como las presas de marea, los generadores de corriente de marea y las vallas de marea.

Todos estos tipos de plantas de generación de energía mareomotriz utilizan turbinas de marea, por lo que es importante entender cómo pueden capturar la energía cinética de las mareas para producir energía.

Las turbinas de marea aprovechan la energía mareomotriz de forma similar a como los aerogeneradores obtienen la energía eólica. A medida que las corrientes y las mareas cambian, el agua en movimiento empuja las aspas de la turbina. La turbina acciona entonces un generador que produce electricidad.

¿Cómo funciona la energía mareomotriz?

Hay tres formas principales para aprovechar la energía creada por las corrientes y las mareas de una masa de agua: las turbinas de marea, las presas de marea y las vallas de marea.

1. Turbina de marea

Las turbinas de marea son muy similares a las turbinas eólicas, excepto que las primeras están debajo de la superficie del agua en lugar de por encima o sobre la tierra. Las corrientes de agua empujan las aspas de la turbina, que está conectada a un generador que crea electricidad.

Las turbinas de marea son capaces de producir mucha más energía que los parques eólicos, principalmente porque el agua es mucho más densa que el aire. Sin embargo, la alta densidad del agua también implica que las turbinas de marea tienen que ser mucho más resistentes que las eólicas, lo que las hace más costosas de fabricar.

Las turbinas de marea son grandes, pero alteran relativamente poco el ecosistema que las rodea. Pueden causar daño por colisión, como las turbinas eólicas, pero con la vida marítima. Sin embargo, las aspas tienden a moverse lentamente, por lo que no es una gran preocupación. También emiten un ruido de baja frecuencia que puede afectar a los mamíferos marinos.

2. Presa de marea

Las presas de marea son presas con muros bajos, normalmente instaladas en estuarios o bahías.

Similar a las presas hidroeléctricas tradicionales, se usan compuertas para crear un embalse en un lado de la presa. La presa está asegurada en el lecho marino, mientras que la parte superior de la misma está ligeramente por encima de donde llega el nivel del mar durante la marea más alta.

Las turbinas de marea se colocan hacia el fondo de la presa, dentro de un túnel, lo que permite que el agua fluya.

Las presas de marea parecen presas hidroeléctricas tradicionales. Las turbinas colocadas a lo largo del fondo de la presa giran con la entrada y la salida de las mareas.

Durante la entrada de la marea alta, el agua fluye por las turbinas mientras el agua sube. Después, el agua fluye otra vez por las turbinas mientras vuelve la marea baja. Las turbinas están conectadas a un generador que produce la electricidad.

Las presas de marea son la forma más eficiente de aprovechar la energía mareomotriz, pero también son la más costosa.

Requieren una estructura entera de concreto para construirlas, lo que puede costar una fortuna. Las presas también tienen un mayor impacto medioambiental en el ecosistema que las rodea que las vallas de marea o las turbinas.

Como las presas de marea son básicamente un muro acuático, los peces y otras criaturas marinas no pueden atravesarlo, lo que causa una infinidad de efectos en el ecosistema local.

3. Valla de marea

Una valla de marea es como un híbrido entre las presas de marea y las turbinas de marea.

Las turbinas verticales de una valla de marea se instalan juntas en una estructura parecida a una valla, de ahí el nombre “valla de marea”. En vez de girar como una hélice, las vallas de marea giran como un torno.

Para crear electricidad, la energía de las corrientes de marea empuja las aspas del torno, que están conectadas a un generador.

Las vallas de marea tienen aspas verticales que empuja el movimiento del agua. Estas turbinas verticales se instalan juntas como una valla, pero no requieren la gran estructura de concreto que necesitan las presas de marea.

Normalmente, se instalan entre masas terrestres en sitios como bahías y arroyos de aguas rápidas. Están completamente sumergidas bajo el agua, y apenas alteran el ecosistema que las rodea.

Pros y contras de la energía mareomotriz

Al igual que todas las fuentes de energía, la energía mareomotriz tiene sus beneficios e inconvenientes. Estos son los principales pros y contras de la energía mareomotriz:

Ventajas de la energía mareomotriz

1. Renovable

La energía mareomotriz es una fuente de energía renovable, lo que significa que la energía no se agota a medida que se utiliza.

Por eso, al aprovechar la energía de las mareas cambiantes, no disminuye la cantidad de energía que las mareas pueden producir en el futuro. La atracción gravitatoria del sol y la luna, que controla las mareas, no dejará de existir por el momento.

2. Cero emisiones de carbono

Además de ser una fuente de energía renovable, las centrales de energía mareomotriz no emiten gases de efecto invernadero al generar electricidad.

Como las emisiones de gas de efecto invernadero son una de las principales causas del cambio climático, encontrar fuentes de energía libres de emisiones es más importante que nunca.

3. Predecible

Las corrientes de las mareas son altamente predecibles. Las mareas bajas y altas siguen unos ciclos conocidos, lo que facilita saber cuándo se producirá energía a lo largo del día.

Esto también facilita saber cuánta energía producirán las turbinas, ya que la energía de las mareas y las corrientes también se puede predecir de forma precisa.

4. Alta producción de energía

Las plantas de energía mareomotriz son capaces de producir grandes cantidades de electricidad. Una de las principales razones es porque el agua es muy densa, casi 800 veces más densa que el aire.

Esto quiere decir que una turbina de marea producirá bastante más energía que una turbina eólica del mismo tamaño.

Además, incluso cuando el agua se mueve a baja velocidad, la densidad del agua permite impulsar una turbina. Por eso, las turbinas de marea tienen el potencial de producir grandes cantidades de energía incluso si las condiciones del agua no son ideales.

Desventajas de la energía mareomotriz

1. Lugares de instalación limitados

Para poder construir una planta de energía mareomotriz, el lugar potencial de instalación debe cumplir unos requisitos muy específicos. En primer lugar, tiene que estar en la línea costera, lo que limita los lugares de instalación a estados costeros.

Hay unos requisitos adicionales que debe cumplir el potencial emplazamiento de la central. Por ejemplo, es necesario construir las estaciones de energía mareomotriz en lugares donde la diferencia de altura entre la marea alta y la baja sea lo suficientemente significativa como para impulsar las turbinas.

Esto limita mucho dónde se pueden instalar las centrales eléctricas, lo que dificulta que la energía mareomotriz se implemente de forma generalizada.

2. Costosa

Uno de los mayores inconvenientes de la energía mareomotriz es su gran costo inicial. Las turbinas de energía mareomotriz tienen que ser mucho más resistentes que las turbinas eólicas por la alta densidad del agua. El costo de construir una central de energía mareomotriz depende del tipo de tecnología que se utilice.

La mayoría de las plantas de energía mareomotriz que están actualmente operativas están compuestas por presas de marea, que son básicamente presas tradicionales con muros bajos. La construcción de una presa de marea es extremadamente costosa, ya que hay que instalar en el lugar una estructura entera de concreto, además de las turbinas.

El problema del costo es una de las razones principales por la que la energía mareomotriz ha tardado en implementarse.

3. Efectos medioambientales

Solo porque la energía mareomotriz es renovable no significa que sea completamente respuestosa con el medio ambiente. La construcción de las centrales eléctricas de energía mareomotriz puede alterar considerablemente el ecosistema que las rodea.

Las turbinas de marea tienen el mismo problema que las turbinas eólicas con las aves, las colisiones con la fauna marina. Cuando las turbinas giran, los peces y otros animales marinos podrían nadar entre las aspas de la turbina, lo que puede resultar en heridas graves o incluso la muerte. Las turbinas de marea también producen un ruido de baja frecuencia debajo de la superficie del agua que influye negativamente en los mamíferos marinos, como las focas.

Las presas de marea tienen incluso un mayor impacto en el medioambiente local. No solo causan los mismos problemas que las turbinas, sino que también tienen un impacto similar al que tienen las presas tradicionales. Las presas de marea impiden la migración de los peces, y provocan inundaciones en zonas cercanas que cambian el paisaje permanentemente.

4. Demanda energética

Aunque la energía mareomotriz genera energía de forma predecible, no tiene una producción de energía constante. Podemos saber con exactitud cuándo generará electricidad la planta de energía mareomotriz, pero esa generación eléctrica podría no corresponderse con la demanda energética.

Por ejemplo, si la marea alta es al mediodía, se producirá electricidad sobre el mediodía. La demanda máxima de energía normalmente es por las mañanas y por las tardes, y la demanda más baja de energía es a mediodía.

Esto quiere decir que la planta de energía mareomotriz producirá mucha electricidad, pero cuando no la necesite nadie. Por ello, siendo realistas, la energía mareomotriz necesitaría combinarse con almacenamiento en batería para sacarle el máximo provecho a la energía que produce.

El futuro de la energía mareomotriz

La energía mareomotriz tiene un potencial enorme, especialmente a medida que las nuevas tecnologías, como la energía mareomotriz dinámica, siguen desarrollándose.

Actualmente, hay menos de diez centrales de energía mareomotriz operativas en todo el mundo. Las dos plantas de energía mareomotriz más populares, la central de energía mareomotriz de Rance y la central de energía mareomotriz del Lago Sihwa, producen suficiente energía para abastecer de electricidad a 94,507 casas en Estados Unidos durante un año entero. No solo se trata de una gran cantidad de energía, sino que, además, la energía producida también es predecible y libre de emisiones de carbono.

No obstante, las plantas de energía mareomotriz pueden alterar mucho el ecosistema que las rodea, tienen un gran costo inicial y hay limitados sitios adecuados para instalarlas. Con suerte, a medida que la tecnología continúe mejorando, podremos ser capaces de aprovechar la energía almacenada en las mareas.

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