image description

Inicio > ERNC > Energía Mareomotriz: dónde estamos

Energía Mareomotriz: dónde estamos

En el marco de la discusión sobre la aprobación del proyecto Hidroaysen, uno de los comentarios recurrentes es fomentar el desarrollo de ERNC, entre ellas la mareomotriz. Se dice que Chile tiene un potencial altísimo, lo que es cierto. Pero resulta que en eso no estamos solos: los países de la costa atlántica de Europa también tienen mucho potencial, puntualmente el Reino Unido, donde han invertido años y recursos en investigar, y como resultado de todo eso, todavía están lejos de obtener energía del mar. Hay un par de proyectos piloto de resultados aún desalentadores, estimándose que el monto del apoyo a la generación marina debía ser 2,5 a 3 veces superior al de la energía eólica para poder incorporarlos a la matriz.

Básicamente, hay 3 tipos de formas de sacar energía del mar:

1. Embalse de marea: consiste básicamente en construir un embalse utilizando una bahía. La muralla se construye en el punto de unión de la bahía con el mar abierto, y se instalan compuertas. Cuando la marea alcanza su punto más alto, las compuertas se cierran, y el nivel dentro del embalse se mantiene alto mientras afuera baja. Cuando la diferencia de altura alcanza el nivel crítico, se deja pasar el agua a través de turbinas generando energía. En Francia hay una de estas centrales, La Rance, de 240 MW, y 41% de factor de planta. ¿Entonces funciona? Sí, claro que sí. Ahora, construir un embalse de estas características no sólo requiere de una geografía costera particular, sino que es más caro que hacer un embalse hidroeléctrico (los US$/MW son similares pero el factor de planta es más bajo y la mantención es mucho más cara), enfrentando además significativa oposición ecologista por la alteración del funcionamiento de la bahía. Como resultado, hay otro proyecto en construcción en Corea, de 254 MW, y nada más de tamaño significativo.

2. Corrientes de marea: tipo canal de Chacao. La idea es que donde hay mar interior que se conecta con mar abierto por un paso estrecho, se forman corrientes de alta velocidad al circular la marea y se puede generar energía. Y mucha: el potencial del canal de Chacao ya ha sido medido y estaría en el orden de cientos de MW. Respecto a cómo obtener la energía disponible, hay varios tipos de dispositivos que se han estudiado bastante en los últimos años, y al parecer el que corre como ganador es semejante a un aerogenerador, pero de menor diámetro y sumergido, como el de la foto.

generador_marea

¿Bien entonces? No tanto. Generalmente son canales profundos (la roca remolino, donde se pretendía instalar el pilar del puente sobre el canal de Chacao, tiene profundidades de 80 y 120 mts a cada lado), y la tecnología actualmente en uso, proveniente de la industria petrolera, no permite pensar en más de 50-60 metros de profundidad, por lo que se está incrementando la investigación en cómo diablos anclar bien estos dispositivos al fondo. Las velocidades de las que hablamos son altísimas, de algo así como 3 m/s, unos 10 km/hr, que no suena a mucho, pero es como la velocidad de crecida invernal en el Mapocho. Sumemos a eso el nivel de turbulencia, que puede hacer que la velocidad aumente o disminuya 50% por 10 segundos y vuelva a la normalidad; ambos factores crean desafíos aún no resueltos respecto a la instalación y mantención de los dispositivos. Sumemos otros problemas: depositación de organismos en las aspas (echando a perder comportamiento hidrodinámico), impacto ambiental por cambiar el escurrimiento del canal (es decir, el agua iría a una velocidad distinta y altura de escurrimiento distinta); impacto sobre las comunidades biológicas del canal (lo que tiene a ecologistas y desarrolladores como antagonistas aquí en UK), etc. La fuente de energía es buenísima, pero tiene bastantes años de camino para usar pantalones largos y ser confiable como parte de una matriz generadora.

3. Olas: la idea es que el movimiento oscilatorio mueve algo, se genera energía, y se transmite a la red. Aquí Chile tiene un tremendo potencial. Pero no es tan sencillo: de entrada, nos encontramos con el inconveniente que las regiones estrella en Chile son la XI y XII, por lo que obtener energía en masa de nuestros mejores lugares demandaría una línea de transmisión para conectar al SIC, atravesando la Patagonia. Pero olvidémonos de eso por un segundo. Como es de esperarse, el mayor potencial se dará en lugares donde haya oleaje intenso y regular. El problema es que hay que mantener los dispositivos en ese lugar para poder generar, lo que significa anclar algo que pesa un par de cientos de toneladas al fondo con olas fuertes por 20 años, lo que es un desafío mayor, aún antes de considerar nuestra ocurrencia de tsunamis cada cierto tiempo.

Podríamos seguir enumerando dificultades, lo que además de pesimista sería injusto con una tecnología que está aún en pleno proceso de maduración, y seguramente algún día será una más de nuestras fuentes confiables. Pero la verdad es que hoy los dispositivos undimotrices no funcionan a escala comercial en ninguna parte del mundo, y la sensación de la comunidad investigadora es que queda bastante tiempo antes de que el nivel de desarrollo sea comparable a los últimos 10 ó 15 años de energía eólica. Más aún, el nivel de obras necesario para mantener los dispositivos en su lugar y hacerles mantenimiento sin que nadie muera en el intento, harán que al menos localmente su impacto ambiental sea bastante elevado (el pelamis de la foto genera 750 kW, el Wave Star 25 kW por brazo).

Pelamis

Pelamis

Wave Star

Wave Star

¿Entonces debemos olvidarnos de la mareomotriz? Por ningún motivo, es cosa de tiempo e inversión en desarrollo de tecnología para que esté disponible, y quizá algo podemos hacer como país en eso (aunque los montos involucrados para investigar son bien grandes, y los que llevan tiempo avanzado están haciendo un negocio que sólo compartirán a cambio de recursos o conocimiento clave).

Lo que tenemos que tener claro es que proponer o exigir hoy que a 10-15 años plazo parte significativa de nuestra generación eléctrica provenga de este tipo de tecnologías escapa a la realidad. Alguien puede mencionar que Reino Unido ha proyectado tener capacidad en torno a 1 GW (en torno al 1-2% de capacidad, mucho menos en consumo) en 10-15 años plazo… y les cuento que al menos lo que yo he visto es bastante escepticismo en la comunidad de académicos e investigadores en el tema, respecto de la posibilidad de cumplir la meta. Citando a uno de mis compañeros de departamento, que está haciendo su doctorado en el tema: “No se va a cumplir, son puros cuentos de navidad de los políticos”.

Por Carlos Bohle, ingeniero civil industrial ambiental y MSc PUC y candidato a MSc en Sustainable Energy Systems en Edimburgo, Escocia.

Categories: ERNC
  1. Martin Jaramillo
    10/02/17 a las 13:57 | #1

    Por favor FÍSICOS Ayúdenme.
    VOY A PERDER MI TRABAJO COMO PROFESOR DE CIENCIAS.
    En el curso se presentó el tema: “La energía mareomotriz y el Principio de Conservación de la Energía”
    Había que explicar de donde sale la electricidad producida en las plantas mareomotrices.
    Se explicó que la energía potencial del agua de las mareas altas se transforma en la energía cinética que mueve las turbinas electrogeneradoras y que esa energía potencial del agua de las mareas altas era creada todos los días por la gravedad de la luna.
    Me acusan de enseñar falsedades, QUE LA ENERGÍA NO SE CREA, QUE LA ENERGÍA SOLO SE TRANSFORMA, QUE LA GRAVEDAD NO PUEDE CREAR ENERGÍA, QUE LA GRAVEDAD SOLO PUEDE TRANSFORMAR LA ENERGÍA POTENCIAL EN ENERGÍA CINÉTICA. Y COMO NO HEMOS PODIDO ENCONTRAR ESA OTRA ENERGÍA QUE DIARIAMENTE SE TRANSFORMA EN LA ENERGÍA POTENCIAL DEL AGUA EN LE MAREA ALTA, ME ACUSAN DE VIOLAR EL PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA. POR FAVOR FÍSICOS AYÚDENME A EXPLICAR EL FENÓMENO.
    Yo digo que la gravedad y los movimientos orbitales crean esa energía.
    Si pierdo mi trabajo es como si me quemaran vivo, es como si la historia se repitiera. martinjaramilloperez@gmail.com

  2. 22/08/14 a las 05:04 | #2

    Buenas a todos, me encanta saber que Chile está avanzando, en España tenemos cierta capacidad de generación (Galicia y costa Cantábrica), pero la que se lleva la palma es Portugal y las islas británica. Ambas tecnologías, corrientes y olas, me fascinan. Quisiera remarcar un dispositivo que no habéis nombrado y que me parece de enorme potencial que es wavebob, undimotriz de tipo puntual que trabaja en resonancia con la ola incidente.

  3. 10/06/11 a las 09:54 | #3

    Gracias por la columna Carlos. Me tocó participar muy tangencialmente en el desarrollo de la turbina marina de Clean Current (corrientes marinas). Por su particular geografía, las costa occidental de Canadá y de Chile son muy atractivas. La costa accidentada crea piscinas naturales que se llenan y vacían con la marea. El Departamento de Ing. Hidráulica de la Univerisdad Católica ya está trabajando prospectando los recursos en el Sur de Chile. De lo que conocí, el estado del arte de la tecnología aún tiene bastante trabajo por delante. Por ejemplo, aún no hay un diseño estándar; doble hélice, single, etc. Otro campo interesante de desarrollo son las turbinas con ductos alrededor de las turbinas. Estos ductos incrementan la velocidad del flujo al pasar por las aspas pero a su vez aumentan las tensiones. El problema de las grandes tensiones a las que son sometidas las aspas también está en desarrollo. Clean Current está utilizando aspas de acero, lo que debiera cambiar en el futuro.
    Las velocidades de rotación de las turbinas marinas de eje horizontal son bastante bajas, no mas de 3 rev. por segundo. Recordemos que la densidad energética es proporcional (lineal) a la densidad del flujo. Un flujo de agua es mil veces el de un flujo de aire a igual velocidad debido a la diferencia de las densidades agua/aire. Así, el impacto de granjas marinas sería más bien el cambio en la temperatura del agua (por cambio de las velocidades aguas abajo) y el impacto en el lecho marino. Operacionalmente, veo en los altos costos de mantención propios de instalaciones submarinas como la mayor dificultad.
    Muchos saludos.

  4. Carlos Bohle
    08/06/11 a las 15:07 | #4

    @Renato Valdivia
    Buena pregunta, difícil de responder eso sí. A ver, al embalse de marea le veo poco futuro, porque como dice el post depende de geografía particular, y por Murphy, probablemente ese tipo de geografías tendrá además un ecosistema particular, y los sistemas marinos son en general más ricos biológicamente que los ríos y lagos de deshielos, por ende más complicados…ni hablar de las comunidades humanas (caletas de pescadores, por ejemplo).

    A las corrientes de marea le veo harto futuro, básicamente por lo masivo del recurso. Queda mucho por estudiar en torno a dispositivos, anclajes, temas de instalación o mantención, pero me es difícil imaginar que el canal de Chacao en 30 años más no tenga dispositivos para extraer energía. Hay que ver el tema ambiental (cariñosamente llamado “seal-chopping” por los profes) pero habría una razón para ser optimista: se puede sacar mucha energía aún poniendo la condición que el cambio porcentual en la velocidad de escurrimiento del canal sea menor a la turbulencia característica (normalmente alta). Por ahora me parece bien que se esté haciendo el mapeo 3D, y ojalá salga algún convenio para unidades de prueba a continuación.

    Algo similar pasa con Undimotriz, donde probablemente estamos a unos 10 años de ver el primer modelo comercialmente exitoso, pero los costos probablemente serán altos. Acá estaban hablando de que, para promoverlos, la asignación de ROCs (renewable obligation certificates) tenía que ser 2,5 veces mayor a la eólica. En los dispositivos, aunque es el mejor parado hasta ahora, parece que Pelamis no será lo nuestro, por el tema de los tsunamis. Difícil saber cuál llega primero.

    Ahora, más por tiempo que por costos, yo diría que esto va a llegar después de instalar muchas de pasada y eólicas. Cuando los dispositivos comerciales estén en uso (y ojalá con Chile como parte de los que ganan vendiéndolos) vamos a estar en el 2030, ojalá con varios GW de mini-hidro y eólicas en uso, y probablemente la discusión ambiental va a la Europea, de gente quejándose contra las eólicas porque afean, y contra las minihidro porque no queda ningún río libre. Ahí estas pueden hacer el paso siguiente, como seguir adelante con renovables cuando es difícil avanzar en las otras dos.

  5. Renato Valdivia
    08/06/11 a las 14:32 | #5

    Carlos, ¿a qué tecnología le ves más futuro? ¿Cómo ves la potencialidad de de embalse tradicional vs embalse de marea? ¿Centrales de pasada o parques eólicos vs corrientes de marea? ¿Lograrán competir, o tendrán que esperar que su “símil tradicional” se agote (en cuánto a los mejores recursos)? Lo último significa en la práctica competir contra el carbón.

  6. Carlos Bohle
    08/06/11 a las 12:33 | #6

    Ojo, como me comentaron, el término correcto sería “energía marina” (de Marine Energy). Esta engloba olas (undimotriz), corrientes (Chacao) y mareomotriz típica, que es la del embalse costero. Escogí este título porque es lo que comúnmente se asocia a energía obtenida del mar.

  1. Sin trackbacks aún.