Qué es la energía undimotriz

Hay pocos que dudan del potencial de la energía undimotriz o de las olas como fuente de generación de electricidad ya que, tanto el movimiento de las olas como el desplazamiento de las mareas pueden generar grandes cantidades de energía renovable aparentemente ilimitada. Pero a lo largo de los años, ninguna ha despegado como se esperaba inicialmente.

“En la década de 1990, la gente pensaba que no pasaría mucho tiempo hasta que las tecnologías aplicadas al sector se volvieran comercialmente viables”. “Luego hubo un gran impulso en la primera parte de la década del 2000 y surgieron nuevas esperanzas. Pero realmente no se llegaron a materializar”.

– Dr. Tom Denniss, inventor y CEO de Wave Swell Energy

Ante el cambio climático y el aumento de la demanda mundial de energía por culpa de la guerra de rusia, el auge de los métodos de producción respetuosos con el medio ambiente es una solución de la que se habla mucho. 

Entre las energías renovables, las provenientes de los océanos aún están poco desarrolladas, pero tienen un gran potencial, en particular en lo que respecta a la energía de las olas. A continuación os explicamos qué es la energía undimotriz, operación de una planta, situación en el mundo,ventajas y desventajas.

¿Qué es la energía undimotriz?

Una definición simple de energía de las undimotriz es la energía contenida en el movimiento del oleaje, es decir, las oscilaciones del agua que se crean bajo la influencia del viento marino; al acercarse a la costa, se forman olas. 

Estos movimientos repetidos de una gran cantidad de agua se pueden utilizar de diferentes maneras para impulsar generadores y así producir electricidad.

Operación de una planta de energía undimotriz

Esta energía renovable aún está en pañales , y hasta la fecha no existe ninguna planta de energía undimotriz a gran escala. Sin embargo, se han creado varios prototipos y ya están instalados para ser probados en condiciones reales. Si bien todos utilizan la energía de las olas para generar electricidad, su funcionamiento es sin embargo muy diferente.

Una parte significativa de la nueva tecnología utiliza ondas para presurizar el fluido hidráulico . Esto luego se usa para impulsar una turbina y así generar electricidad. Los principales inventos de la energía undimotriz son:

• La cadena flotante articulada , o »  serpiente de mar  «. Es una sucesión de varios flotadores conectados entre sí e instalados en la dirección del movimiento de las olas. Estas boyas están ancladas al suelo y el movimiento creado en las juntas comprime un fluido hidráulico;
• La pared oscilante sumergida es una pared montada sobre un brazo articulado fijado al fondo del océano. Se enfrenta al movimiento de las olas y por lo tanto se deja llevar por los movimientos de ida y vuelta. En la junta, el fluido hidráulico está presurizado;
• La columna que oscila verticalmente es una sola boya conectada al lecho marino por un pistón. El oleaje hace que este flotador suba y baje, lo que activa el pistón y comprime el fluido;
• El sensor de presión sumergido se coloca lo más cerca posible del fondo del océano y es accionado por variaciones de presión. Cuando aumenta la cantidad de agua por encima del sensor (cuando pasa una ola), baja, cuando hay menos agua, sube. Es este movimiento el que acciona el pistón.

Entre los prototipos con cierto éxito, existen otros dos principios de funcionamiento que no utilizan fluido hidráulico, estos son:

• Trampa de oleaje: sistema flotante similar a una presa hidráulica. Las olas rompen sobre la boya y parte del agua pasa al embalse. Para salir, el agua debe pasar por turbinas que luego producen electricidad;
• Columna de agua: es una estructura flotante que parece una gran “caja” cerrada por todos lados, excepto por una abertura lateral que mira hacia las olas. Estos se sumergen en la columna y expulsan el aire que se encuentra en la parte superior. Para escapar, el aire debe pasar a través de turbinas que se encuentran en el techo. Además, cuando la columna se vacía de agua tras el paso de la ola, la caída de presión en la trampa “succiona” aire del exterior y las turbinas se activan de nuevo en el otro sentido.

Energía undimotriz que hay en el mundo

Hoy en día no hay grandes proyectos de plantas de energía undimotriz, ya que las nuevas tecnologías involucradas aún tienen que probarse. Por otro lado, ya se han instalado más de 50 proyectos de prueba en todo el mundo y estos experimentos arrojan nueva luz sobre el uso de esta energía verde .

En concreto, el futuro de la energía undimotriz depende de:

• Comportamiento de los distintos prototipos en condiciones reales (resistencia a la corrosión, acumulación de depósitos orgánicos, tormentas, etc.)
• Rentabilidad de estos proyectos (coste de instalación, conexión y mantenimiento frente al precio actual del cliente por kWh)
• Impacto ambiental de las instalaciones ya existentes

En España

Al poseer +8.000 km de costa es una de las áreas marítimas más grande del mundo y puede ser un sector ambicioso en la energía renovable de España. Actualmente en 2011 se inaguró la Planta de Mutriku en Guipúzcoa, la primera planta de olas de Europa. Esta plant tiene 16 turbinas y es capaz de generar 296 KW.

El siguiente proyecto será la apertura de una planta pionera en Port Adriano en Mallorca para 2023. El gobierno valenciano prepara una planta similar a la mencionada anteriormente y la empresa para construirla, puesta en marcha y venta de electricidad producida.

Para que te hagas una idea de cómo puede ser, a continuación os traemos la planta undimotriz que Eco Wave Power opera en Gibraltar:

En el mundo

En Europa, son los británicos los más avanzados en la explotación de la energía de las olas con varios proyectos en Escocia (una columna de agua oscilante Limpet en la isla de Islay, una boya «Penguin» en el Wello finlandés y un muro oscilante sumergido Oyster fuera de las Islas Orkney, así como un proyecto Pelamis) y en Gales (proyecto Wave Dragon, una plataforma de ruptura).

Entrevista Cope + Galicia del 26/10/21

La “ENERGÍA” de las “OLAS”: del “PELAMIS” al “PENGUIN”

Portugal también se ha embarcado en la aventura con varias instalaciones de Pelamis instaladas en 2009 frente a la costa de Póvoa de Varzim, pero estas solo operaron durante dos meses, ya que la tecnología aún no estaba lo suficientemente desarrollada para hacer frente a las condiciones reales.

En Australia, donde está ubicada la empresa Carnegie, creadora de las boyas sumergidas CETO, se ha instalado esta tecnología frente a las costas de Perth. Se trata de una pequeña central de producción de energía eléctrica conectada a la red eléctrica y que además permite la desalinización de agua de mar.

Las empresas europeas lideran el sector ya que poseen alrededor del 23% de todas las patentes de energía

oceánica a nivel mundial

La ambición declarada es crear boyas más potentes, generando más electricidad para pasar a la producción a gran escala gracias a la fuerza de las olas.

En cifras

Una vez que sabemos qué es la energía undimotrizz, más el resto de apartados como hemos visto, las tecnologías de energía undimotriz aún necesitan ser mejoradas para prevalecer a nivel industrial . Por otro lado, esta energía tiene la capacidad de ocupar un lugar destacado en el mix energético global.

El potencial energético total teórico del mar a nivel global ( mareomotriz , mareomotriz , undimotriz, térmico y osmótico combinado) fue estimado antes del COVID por la Agencia Internacional de la Energía entre 20.000 y 90.000 TWh anuales . La participación de la energía de las olas en este potencial global se estima entre 8.000 y 80.000 TWh por año. 

Si comparamos estos datos de energía de las olas con el consumo de energía global (115.600 TWh/año), vemos que tiene potencial para cubrir del 7 al 70% de las necesidades globales. La comparación es aún más impresionante con el consumo global de electricidad (22.300 TWh/año): la producción de energía de las olas podría representar del 36 al 360 % ! 

Sin embargo, tenga cuidado, estas cifras son hipotéticas y se relacionan con toda la energía que podría recolectarse en la superficie del planeta, independientemente de la viabilidad técnica.

Un informe de 2014 de SI Ocean, la iniciativa estratégica de la UE para el desarrollo de la energía oceánica, estimó que Europa podría tener un parque de energía mareomotriz y undimotriz que produzca 260 TWh/año para 2050, con aproximadamente 150 TWh por año solo para energía undimotriz (para un consumo energético en Europa en 2018 de 13.550 TWh/año). 

Sin embargo, al haber sido bastante lento el desarrollo de tecnologías para la producción de electricidad de origen marítimo, es probable que estos datos se revisen a la baja o que se retrase el plazo.

En el Reino Unido, el potencial total de generación de energía de las olas de los proyectos actualmente en consideración es de 50 TWh por año, o poco más del 3% de los 1.510 TWh de energía consumidos cada año en el país.

En cuanto a Francia, su litoral atlántico tiene un potencial aprovechable tecnológicamente similar al del Reino Unido, para un consumo anual total ligeramente superior (1.800 TWh/año). La diferencia notable radica en los DROM-COMs que tienen un potencial muy alto en relación a su consumo. 

Además, al tratarse en su mayoría de territorios aislados (por ser islas) para los que el abastecimiento energético es complicado y costoso, la energía de las olas podría ser un camino hacia la autonomía energética .

Ventajas y desventajas

Como energía renovable, la procedente de las olas tiene varias ventajas :

• Las olas y su amplitud, y por tanto la producción de olas, son predecibles con una semana de antelación aproximadamente , lo que resulta de gran interés, especialmente frente a otras energías verdes
• El oleaje rara vez está ausente, lo que hace que la generación de energía de las olas sea casi continua , a diferencia de las fuentes de energía intermitentes como la eólica o la solar 
• Las variaciones generales del oleaje son particularmente adecuadas para la producción de electricidad , con una tendencia alcista en invierno y por la noche, que corresponde a los picos de demanda
• Las áreas operadas como parte de estas instalaciones generalmente no se pueden utilizar para otras actividades, a diferencia de las granjas de generación de energía en tierra
• La superficie operativa máxima teórica es inmensa: alrededor del 70% del planeta está cubierto de agua. Sabemos que todo este espacio no se puede utilizar para la producción de electricidad, pero el potencial sigue siendo muy grande

Es importante tener en cuenta que también existen problemas relacionados con la energía de las olas, que incluyen:

• Los prototipos que ya están en su lugar todavía están luchando para soportar las duras condiciones en las que están instalados, y la mayoría no pudo resistir un evento natural a gran escala (tormenta, ciclón, tsunami, etc.)
• Los costes de instalación, operación y mantenimiento de las instalaciones de energía undimotriz son todavía muy elevados en comparación con otras energías que se utilizan actualmente en el mundo
• La transición a una escala industrial , y por lo tanto la construcción de plantas reales de energía de las olas, aún no se puede hacer debido a las incertidumbres tecnológicas y la cantidad de inversión requerida
• La rentabilidad teórica de una central undimotriz aún no se puede calcular, porque hay demasiadas incógnitas
• Las consecuencias ambientales , particularmente sobre la fauna y flora marina y los ecosistemas costeros, son difíciles de estimar

Historia de la energía de las olas

Los usos originales de la energía de las olas se centraron en las condiciones climáticas y de navegación cambiantes  : advertir a los marineros y residentes costeros que el oleaje se estaba volviendo más fuerte. Estos sistemas generalmente consistían en una boya y una campana, seguidas de un silbato activado por olas. La primera patente presentada en Francia sobre el uso de la energía de las olas data de 1799 y el primer dispositivo conocido que transforma esta energía en electricidad se creó en 1910.

Posteriormente, este método de producción de electricidad experimentó varios períodos de entusiasmo (en la década de 1940, después del shock petrolero de 1973 y en la década de 2000 con el destaque de la cuestión ambiental), pero que nunca llevaron a la producción industrial de electricidad. Los grandes avances tecnológicos que se han producido en las últimas décadas pueden permitir que la energía undimotriz sea una de las energías del futuro.

Si te has quedado con ganas de saber más sobre qué es Energía undimotriz. No dudes en escribirnos 😉