¿Los océanos como fuente de energía?

Concebimos los océanos como lugar de recursos inmensos: agua dulce, pesca, minerales, petróleo, etc., y por supuesto energía. Desde la energía maremotriz empleada desde hace siglos en molinos de mareas, hasta la energía mareoundiz o la basada en gradientes térmicos, las posibilidades son numerosas. Todas ellas han sido explotadas o evaluadas, independientemente de que puedan parecernos al límite de la viabilidad.

[Grupo de Procesos y Sistemas de Ingeniería Ambiental,
Universidad Autónoma de Madrid]

Los océanos han sido siempre objeto de las miradas en busca de salidas al problema de la escasez de recursos. La creciente demanda de energía y el giro hacia las energías renovables han vuelto a poner sobre la mesa el papel que pueden los océanos en la producción de energía. Las ideas son variadas y van desde la energía maremotriz hasta el aprovechamiento de gradientes térmicos. Se revisan aquí algunos de los desarrollos realizados y de las nuevas tecnologías que van cobrando mayor definición.

La energía maremotriz, es decir, la resultante de aprovechar el movimiento de aguas resultante de las mareas es quizá la que cuenta con antecedentes más antiguos. Durante siglos los molinos de mareas aprovecharon las corrientes provocadas en desembocaduras de ríos por la subida y bajada de mareas, o aprovechaban la subida de la marea para llenar depósitos de agua que posteriormente, a la bajada de la marea eran liberados moviendo los molinos. La Figura 1 muestra algunos ejemplos de estos molinos históricos. El mismo principio que llevó a la construcción de los molinos de mareas derivó posteriormente en la contrucción de centrales eléctricas maremotrices, entre las que destaca la del río Rance, en Francia (Figura 2). Existen pocos ejemplos relevantes más en el mundo, debido a la dificultad para encontrar enclaves en los que exista un desnivel suficientemente acusado entre mareas y al severo impacto ambiental que la construcción de este tipo de centrales trae consigo.

Figura 1. Molinos de mareas. Arriba: Île-d’Arz (Francias). Abajo: Isla Cristina (España).

Figura 2. Central maremotriz de Rance (Francia)

La energía undimotriz, basada en el movimiento oscilatorio de las olas, ha recibido gran interés en los últimos años. Los sistemas mediante los que el movimiento de vaivén puede transformase en electricidad son variados:

–       Boyas que se deslizan por un cable anclado al fondo accionando un generador (Figura 3). Es posiblemente el sistema más desarrollado y extendido, con varias decenas de instalaciones en el mundo.

–       Pozos comunicados con el mar cuyo nivel oscila con el oleaje moviendo flotadores, que a su vez accionan un generador.

–       Pozos comunicados con el mar en los que el aire desplazado por el nivel oscilante del agua acciona una turbina.

–       Flotadores articulados que por movimiento relativo entre sus parte generan energía (Figura 4). En 2008 se inauguró la primera instalación de este tipo en la costa portuguesa, con una potencia de 2,25 MW, si bien en 2009 dejó de operar por problemas técnicos y financieros. Existen nuevos proyectos en las costas portuguesa y escocesa.

Figura 3. Boya para el aprovechamiento de energía undimotriz.

Figura 4. Flotador articulado (Pelamis).

El aprovechamiento de las corrientes submarinas se basa en conceptos equivalentes en muchos sentidos a los que han dado lugar al desarrollo de la energía eólica. Las corrientes constantes existentes en ciertos enclaves son capaces de accionar turbinas de gran tamaño (Figura 5). En las costas de Irlanda del Norte se instaló en el 2008 una turbina con una potencia 1,2 MW. Existen proyectos ambiciosos en Escocia (60 MW) y en Corea del Sur (300 MW).

Figura 5. Recreación de una instalación para el aprovechamiento energético de las corrientes submarinas.

El aprovechamiento de los gradientes térmicos existentes en los océanos han sido materia de debate desde que en el siglo XIX el físico francés Jaques-Arsène d’Arsonval lo propusiera. Considerado durante tiempo como una entelequia y limitado a rendimientos bajos, hoy día el proceso está siendo retomado por varias empresas en el mundo. Los mayores esperanzas se encuentran en los trópicos, donde entre la superficie y los 1.000 m de profundidad pueden darse gradientes de cerca de 30ºC. El proceso consiste en utilizar el agua caliente de la superficie para evaporar un fluido (amoníaco o freón) expandiéndolo y activando una turbina. El vapor es condensado posteriormente utilizando agua fría extraída de las profundidades. Se establece así un ciclo en el que se produce energía por intercambio de calor entre un foco caliente y uno frío. El proceso tiene un consumo energético debido al bombeo del agua, que en las últimas propuestas realizadas (Figura 6) se satisfaría mediante energía solar fotovoltaica o eólica. Como suproducto del proceso se generaría agua desalinizada.

Figura 6. Sistema OTEC para la generación de energía a partir de gradientes térmicos.

Finalmente, como ejemplo de las múltiples alternativas barajadas, se encuentra la electrodiálisis inversa, capaz de producir una corriente eléctrica gracias a la diferencia de salinidad existente entre un agua de mar y agua dulce separadas por una membrana con características adecuadas. En los Países Bajos se ha ensayado una planta con una potencia de 50 kW, si bien el proceso se ve muy dificultado por el alto coste de las membranas.