España es uno de los países europeos con diversos proyectos en marcha

Energía undimotriz: un inmenso potencial aún por desarrollar

Víctor Comas29/10/2012
Las energías renovables marinas constituyen en el presente uno de los conjuntos de fuentes energéticas cuya explotación se encuentra mínimamente desarrollada pese a poseer un ingente potencial. Su origen está constituido por el carácter de inmenso colector de energía solar que conforman los mares y océanos, que ocupando alrededor del 70% de la superficie del planeta y almacenando 1.347 millones de kilómetros cúbicos de agua, son la mayor reserva energética existente en la tierra, y además de carácter renovable.

Las fuentes energéticas que mares y océanos ofrecen, son en su mayor parte consecuencia de esa conversión de la energía solar y una de las de mayor importancia es la conocida como Energía de las Olas, también denominada undimotriz.

¿Qué tipo de energía contienen las olas?

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Una de las fuentes energéticas de mayor importancia que mares y océanos ofrecen es la conocida como Energía de las Olas, también denominada Unidimotriz.

Las olas de los mares y océanos son un derivado terciario de la energía solar, pues la radiación solar incide sobre la superficie de la Tierra y provoca un calentamiento desigual de la misma, produciendo en la atmósfera zonas con distinta presión, lo que produce desplazamientos de aire de uno a otro lugar, es decir generando vientos. Y son estos vientos, los que al desplazarse sobre la superficie del mar llevan a cabo el rozamiento de las moléculas de aire con el agua, transfiriendo a ésta parte de su energía y generando las olas. Éstas actúan como un acumulador de energía pues la almacenan y la transportan de un lugar a otro sin apenas perdidas, lo que da lugar a que la energía de las olas que se producen en cualquier parte del océano acabe en las costas.

¿Cómo se mide la energía de una ola?

La capacidad energética de un frente de ola se mide en densidad de energía por metro de frente y su valor varía de unas localizaciones a otras y ese potencial depende de la altura de ola y se atenúa con la profundidad del agua como consecuencia del rozamiento de ésta con el fondo. Esta fuente energética no está cuantificada con exactitud, oscilando la estimación según la fuente entre los 2.000 GW y los 4.000 GW, por lo que repartiendo estos valores entre los 336.000 km de costa existentes en el mundo se obtiene un valor medio de densidad energética de las olas por metro de costa de 8,0 kW, aunque esta distribución dista mucho de ser igualitaria ya que hay zonas de costa, como es el caso de Australia o Nueva Zelanda, donde se puede alcanzar los 100 kW/m frente a otros lugares donde solo hay 5 kW/m. En Europa este recurso se encuentra mayoritariamente en la Costa Atlántica y oscila entre los 30 kW/m y los 75 kW/m según cuál sea la localización.

Debe ponerse además de manifiesto que si bien el potencial disponible de la fuente es inmenso, la capacidad tecnológica existente en el presente no permite aprovechar más de un 2% del mismo.

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Imagen de la instalación Pelamis P2 desarrollada por Iberdrola, a través de su filial británica ScottishPower Renewables en Escocia.

Desarrollos tecnológicos

Los primeros desarrollos tecnológicos para aprovechar esta fuente de energía y una amplia parte de los que posteriormente han visto la luz, se basan en el principio de la columna de agua oscilante (OWC), en la cual es el propio agua al oscilar arriba y abajo dentro de la columna y por efecto del oleaje, quien impulsa el aire que fluye a través de una turbina reversible que es quien arrastra el generador de energía eléctrica. En España y localizada en la costa guipuzcoana está en funcionamiento desde julio de 2011 una central de este tipo, montada en el nuevo dique exterior del puerto de Mutriko con una potencia de 296 kW, proyecto financiado por el Ente Vasco de la Energía y el Gobierno Vasco con 3,5 millones de euros. Hay otras dos instalaciones conceptualmente semejantes a nivel de prototipo experimental, una en Escocia y otra en las Azores.

Un segundo grupo de tecnologías se basan en diseñar embalses fijos en la costa, como es el caso del sistema Tapcham o del generador Seawave Slot-Cone (SSG), en ambos casos el embalse en el primero o los tres embalses construidos uno encima del otro en el segundo, se llenan a partir de las olas que rompen sobre ellos y el agua embalsada es devuelta al mar a través de una turbina que arrastra el alternador. En resumen, puede afirmarse que todo el conjunto no es más que una central hidroeléctrica.

Otro sistema basado en el mismo principio, es el denominado Wave-Dragon consistente en un embalse flotante que embalsa agua mediante el oleaje que rompe frente a su rampa. Esta agua es devuelta al mar atravesando una turbina Kaplan, la cual arrastra al generador de energía eléctrica: Existe un solo prototipo construido, que tiene un peso de 237 toneladas y se encuentra fondeado frente a la costa danesa, produciendo electricidad a nivel experimental.

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Boya OPT, desarrollada por la empresa Ocean Power Technologies, instalada en la costa de Santoña (Cantabria) como parte del parque de generación de energía undimotriz desarrollado por Iberdrola.

Otro grupo de tecnologías de aprovechamiento de esta fuente energética, está constituido por dispositivos flotantes que mediante el movimiento horizontal del oleaje, actúan como servomotores accionando a los generadores eléctricos. Dentro de esta tecnología sobresale el convertidor Pelamis, conformado por una unión de cilindros flotantes que constituyen una estructura serpenteante y en la que sus nodos de unión actúan como cilindros hidráulicos que impulsan el aceite que acciona los generadores.

Iberdrola, a través de su filial británica ScottishPower Renewables, inició a finales de 2011 en Escocia el desarrollo de la fase final de su primera planta de energía de las olas con tecnología Pelamis. El proyecto bautizado como Pelamis P2 es la segunda generación de la tecnología Pelamis Wave y ha conseguido mejorar sustancialmente su eficiencia con respecto a la primera. Cabe recordar que en a mediados de los 2000 se decidió la instalación en la costa norte portuguesa de una central Pelamis de 2,25 MW de potencia. Estaba previsto que aportase energía eléctrica a la red en septiembre de 2008 y su coste se estimó en 4 millones de libras esterlinas. El 23 de septiembre de 2008 se inauguró la primera fase, conectándose a la red eléctrica pero en marzo del 2009 el proyecto fue clausurado y cerrada la central a causa de la gran dificultad técnica que suponía su mantenimiento y operación.

Un sistema de cierta similitud ha sido diseñado y está en fase de desarrollo, bajo el nombre de Proyecto Oceantec y mediante un consorcio liderado por Tecnalia y con la participación de Iberdrola. Su presupuesto es de 4,5 millones de euros. El dispositivo consiste en un captador flotante que a causa del cabeceo que le provocan las olas induce un movimiento a un sistema giróscopo situado en su interior y que acciona un generador eléctrico. Está montado un prototipo experimental en la costa guipuzcoana.

Un último grupo tecnológico para el aprovechamiento de la energía de las olas, consiste en sistemas flotantes o sumergidos que aprovechan el movimiento vertical de las olas para producir electricidad, bien mediante generadores lineales o impulsando aire en dispositivos neumáticos. Como ejemplo de esta tecnología puede citarse la boya OPT, desarrollada por la empresa Ocean Power Technologies y que mediante un consorcio liderado por Iberdrola se está ejecutando en la costa de Santoña (Cantabria), un proyecto de parque de generación que estará formado por 10 boyas de 40 kW de potencia unitaria y de 9 más de 150 kW cada una.

NOTA: Agradecemos la información facilitada para la realización de este artículo por el Grupo de Energías Renovables Marinas de la Plataforma Tecnológica Marítima Española desarrollada por la Fundación Innovamar con el soporte de los Ministerios de Ciencia e Innovación y de Industria, Turismo y Comercio del Gobierno de España.

Mutriku, primera planta precomercial de energía undimotriz en Europa

La primera central europea de energía undimotriz en funcionamiento con fines comerciales está en Mutriku, a cincuenta kilómetros de San Sebastián. Esta instalación ha sido promovida por el Gobierno Vasco, cuenta con una potencia de 296 kW y producirá, cuando esté a pleno rendimiento, 600.000 kWh/año. Según el Ente Vasco de la Energía, la central de Mutriku es “un referente mundial que abre las puertas a nuevos desarrollos marinos y a la creación de un nuevo sector productivo generador de riqueza y empleo. La instalación de Mutriku cuenta con la tecnología denominada Columna de Agua Oscilante (CAO), de la compañía escocesa Wavegen, perteneciente al grupo Voith Hydro. Las turbinas han sido fabricadas por la empresa vasca Voith Hydro Tolosa en la planta con que cuenta esta firma en la localidad guipuzcoana.

Euskadi cuenta con una costa con un potencial de olas medio-alto, de aproximadamente 24 kW por metro. El Gobierno Vasco considera que “siendo el recurso energético de las olas en la costa vasca excepcional y el tejido industrial propicio, la energía del mar supone una apuesta de futuro para la creación de un nuevo sector productivo con perspectivas de un amplio crecimiento”.

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Vista aérea de las instalaciones de la central de energía undimotriz en el puerto de Mutriku (Gipuzkoa). :