A forza de Neptuno
2005/09/01 Irazabalbeitia, Inaki - kimikaria eta zientzia-dibulgatzaileaElhuyar Fundazioa Iturria: Elhuyar aldizkaria
Normalmente menciónase a enerxía do mar cando se elabora a lista de substitutos. En que consiste o aproveitamento da enerxía do mar? Vemos os parques eólicos nos nosos cumes, o depósito de combustible pódese encher de biodiesel en varias zonas, una central eléctrica de Sangüesa aliméntase de palla...
Pola contra, non sabemos si moveuse pola enerxía do mar. Recentemente lemos nesta revista que aproveitando a construción do novo dique de Mutriku vaise a pór en marcha una central piloto que aproveitará a enerxía das ondas. Iso é todo? Non parece.
Os océanos como depósito de enerxía
É sabido que os océanos cobren o tres cuartas partes da superficie terrestre, o que os converte en grandes almacéns de enerxía. No fondo negro, o océano convértese en fonte de enerxía polos efectos da Lúa e, especialmente, do Sol. Como explotar este recurso? A enerxía extraíble do mar pode dividirse en seis grandes grupos, que aparecen na táboa inferior.
Parece que cada un destes conxuntos ten as súas características, dificultades e beneficios. Con todo, pode dicirse que, salvo no caso dos ventos mariños, todos atópanse en condicións preconcibidas suficientes, é dicir, lonxe dunha fonte de enerxía fiable e expandida. Algúns, como a enerxía das ondas, poden estar preto de ser comerciais. De feito, o aproveitamento comercial da enerxía das ondas podería estar hoxe nunha situación similar á da enerxía eólica fai quince ou vinte anos.
FEB
Este sistema aproveita a diferenza de temperatura entre as augas superficiais dos océanos e as augas profundas. As instalacións OTEC son intercambiadores de calor onde un líquido se evapora mediante a auga quente superficial paira accionar una turbina e, máis tarde, paira volver a licuarse mediante augas profundas frías. Na turbina prodúcese enerxía eléctrica. A enerxía eléctrica pode conectarse directamente á rede ou ser utilizada paira producir outra fonte secundaria de enerxía, como é o caso do hidróxeno a partir das augas mariñas.
Paira un correcto funcionamento do sistema, o gradiente de temperatura mínimo é de 20ºC. Esta situación só se dá nos océanos tropicais, o que limita moito a dispoñibilidade do sistema, á parte dos problemas tecnolóxicos. Así mesmo, é necesario alcanzar una profundidade de 1000 m paira poder atopar leste gradiente. Isto afasta as centrais eléctricas da costa.
O sistema OTEC non é novo. Fai xa 18 anos que falamos diso na revista Elhuyar, e a verdade é que o devandito e a inquietude que se fixo mantense. En diversas zonas do Pacífico, especialmente en Hawai, realizáronse investigacións exhaustivas e puxéronse en marcha plantas piloto, pero non parece que teñamos una explotación comercial estendida.
Gradiente de salinidade
Este sistema de extracción de enerxía do mar é o máis afastado do uso comercial. A espuma pode ser usable paira mediados deste século. A base deste sistema é a explotación da entropía que se xera na mestura de auga doce e salgada.
A mestura de auga salgada e auga doce permite obter una enerxía de até 2,6 MW m 3 /s. Paira a extracción desta enerxía propuxéronse diferentes vías: aproveitar a diferenza de presión de vapor existente entre a auga doce e a salgada, ou utilizar a diferente capacidade dos polímeros orgánicos de soprar en auga doce e salgada. Con todo, as membranas semipermeables e as que utilizan procesos de ósmosis parecen as máis accesibles: ósmosis retardadas pola presión (PROL) e osmosis (REDE).
No proceso REDE utilízanse alternativamente celas cheas de auga doce ou salgada nas que os iones de sal migran en membranas de difusión natural e xeran corrente continua de baixa tensión. As membranas utilizadas no método PROL son máis permeables á auga que ao sal, e se a auga doce e salgada están separadas por estas membranas, a ósmosis obrigará a que a auga doce se desprace cara á zona de auga salgada, obténdose una presión hidrostática de 26 bar.
Este sistema presenta vantaxes evidentes fronte a outras formas de extracción de enerxía mariña, especialmente polo seu carácter continuo e pola posibilidade de construír instalacións de todas as dimensións, tanto da desembocadura dun río como dun río de gran caudal. Con todo, moitos campos da tecnoloxía seguen necesitando un gran desenvolvemento.
Enerxía do vento
A enerxía eólica terrestre é habitual entre nós. Noutros países, como Suecia, están a construírse parques con aeroxeradores situados no mar.
Tecnoloxicamente non presentan diferenzas significativas respecto dos terrestres, ademais da protección necesaria paira traballar nunha contorna resalte, pero non aumentaron tanto, aínda que o vento mariño sexa máis forte e estable que o terrestre. A súa principal razón é o custo, tanto de instalación como de mantemento.
Tamén deben superar actitudes contrarias á sociedade. Por exemplo, os pescadores mostráronse en contra do parque eólico mariño que Greenpeace quere impulsar fronte á Tarifa de Andalucía, porque creen que reducirá a pesca.
Correntes mariñas
En moitos lugares, as correntes mariñas teñen una gran forza. Por tanto, podería pensarse que se poden utilizar paira xerar enerxía eléctrica. Dicir e facer. Aínda non hai instalacións que alimenten a rede eléctrica, pero xa se están probando algunhas instalacións piloto, por exemplo na canle de Bristol, de IT Power. Os instrumentos de explotación das correntes son estruturas asentadas sobre o fondo mariño, con forma de hélices que se colocan baixo a auga a unha profundidade adecuada. A corrente fai virar as pas da hélice. Teñen forma de aeroxeradores mergullados.
As vantaxes desta fonte enerxética céntranse en tres: a dispoñibilidade de tecnoloxía, a súa localización na costa e a súa baixo impacto ambiental. Con todo, tamén presenta desvantaxes como a necesidade de localizacións especiais e os elevados custos de instalación e mantemento.
Enerxía das mareas
Entre nós é bastante coñecida a central da Rance (Bretaña), que aproveita a enerxía das mareas. Hai outros no mundo, como China e Canadá, e na costa vasca utilizáronse muíños de marea. A tecnoloxía que utilizan estas centrais é moi sinxela: están formadas por unha presa que almacena a auga cando sobe a marea e un ramo de turbinas. Con todo, non está moi estendida e non parece que vaia estenderse moito, debido á necesidade de espazos singulares como o estuario e aos impactos ambientais que ten.
Enerxía das ondas
No número 209 desta revista, concretamente no de maio de onte, fíxose un repaso á enerxía das ondas, especialmente ás instalacións situadas na costa, coa escusa da turbina que EVE ten previsto realizar en Mutriku e que utilizará a tecnoloxía OWC.
Con todo, existen outras alternativas paira o aproveitamento da enerxía das ondas, entre as que destacan as instalacións que se pon en flotación ou semi-flotación no mar, e que existen no mundo infinidade de proxectos paira aproveitar desta maneira a enerxía das ondas. Uno deles é o Pelamis, que xa está en sesións piloto.
Pelamis é un longo tubo a modo de verme que flota en alta mar. Este tubo, de 150 m de lonxitude e 3,5 m de diámetro, está dividido en catro tramos. Pelamis pode moverse tanto cara arriba como cara abaixo e cara á esquerda e a dereita por acción da ondada, facendo que o aceite dun circuíto hidráulico pase polas turbinas xeradoras de enerxía eléctrica. Estas estruturas tipo verme ancoraríanse nunha especie de rede preto da costa. Un parque de 1 km 2 de pelamis podería fornecer enerxía eléctrica de 30 MW.
A explotación enerxética dos mares está nos seus inicios. A maioría dos proxectos non pasaron por probas. Con todo, é un dos futuros máis prometedores e estendidos no campo das enerxías alternativas. Por iso, non debería sorprendernos que en poucos anos, as partes significativas da subministración mundial de enerxía eléctrica proveñan do mar.
Enerxía mariña no País Vasco
O proxecto que ten que realizar o EVE en Mutriku pretende demostrar que a enerxía mariña ha comezado a arrincar en Euskal Herria. No noso caso, a enerxía das mareas, sistemas como OTEC ou o aproveitamento das correntes mariñas non ten sentido porque o nivel das mareas é demasiado baixo (4,5 m), a diferenza de temperatura entre as augas superficiais e as profundas é demasiado reducida e non hai correntes mariñas significativas.
Con todo, desde o punto de vista da enerxía das ondas e da enerxía dos ventos mariños son boas opcións. Só tendo en conta a dirección e a forza do vento, é posible a construción de parques eólicos mariños na costa vasca, pero dado o rápido afundimento da plataforma continental, non parece que se vaia a ir por esta vía por problemas económicos.
A enerxía das ondas pode ter futuro. Segundo o estudo realizado por César Vidal na Universidade de Cantabria, a costa vasca é un lugar idóneo paira aproveitar a enerxía das ondas. Vidal destacou dúas características: por unha banda, a forza expresiva das ondas e, por outro, a súa baixa variabilidade de dirección. De feito, no Cantábrico as ondas dominan o noroeste.
Ademais da de Mutriku, proximamente haberá outra planta piloto no mar de Bizkaia. Promovido por Iberdrola, á altura do cabo Pescador de Santoña (Cantabria) construirase una central flotante que usará enerxía das ondas entre 1,5 e 3 quilómetros da costa. Utilizarase a tecnoloxía de Ocean Power Technologies. A central estará formada por dez aboias de 150 kW que se conectarán mediante un cable á rede eléctrica. Trátase de determinar a curva de produción, a capacidade de adaptación do sistema das mareas á diferenza de altura, os problemas de mantemento, os custos de operación, a interconexión entre unidades e rede e os custos de investimento.
Investigadores e tecnólogos vascos non queren quedar atrás neste campo. Como consecuencia, a corporación Tecnalia constituíu un grupo de traballo dentro do proxecto Oceantec paira traballar no sector das tecnoloxías das enerxías mariñas. Ten catro obxectivos principais: desenvolver a actividade tecnolóxica necesaria paira a creación de industria no ámbito das enerxías mariñas; desenvolver un sistema de xeración de enerxía; crear una infraestrutura piloto e crear o Centro Vasco de Enerxías Mariñas.
Doutra banda, a actividade do EVE non se limitará unicamente á iniciativa de Mutriku. Neste sentido, está a levarse a cabo una avaliación dos recursos, como son as características das ondas que azoutan a costa vasca. Neste contexto enmárcase o informe do profesor Vidal anteriormente mencionado. Así mesmo, pretende impulsar o sector vasco das enerxías mariñas.
Os retos da enerxía mariña
Á vista do escoitado na xornada organizada polo EVE, poderíase pensar que a situación da enerxía mariña é similar á da enerxía eólica fai uns quince anos. De feito, algunhas tecnoloxías están desenvolvidas e estamos en condicións de dar o salto ao sector comercial. Podemos estar ás portas do auxe da enerxía mariña. Entre os expertos expúñanse, ademais da fiabilidade das tecnoloxías, dúas preocupacións principais: por unha banda, converter as tecnoloxías da enerxía das ondas en atractivas ante o mundo financeiro paira atraer investimentos e pór en marcha o negocio enerxético das ondas, e por outro, minimizar o impacto visual das instalacións de aproveitamento enerxético das ondas.
Algúns expertos puxeron o acento na fiabilidade da tecnoloxía, e especialmente no desenvolvemento de estándares de comparación de sistemas. É dicir, na necesidade de pór en marcha una tecnoloxía da enerxía mariña tipo ISO. Neste sentido, considerouse moi importante o traballo realizado polo centro EMEC situado nas illas Orkney de Escocia. Nesta organización está a traballarse no desenvolvemento destes estándares e traballouse durante catro anos nun sistema OWC que agora está a ser testado por Pelamis.
