De igual modo que hemos realizado con la energía geotérmica, queremos hacer una retrospectiva semejante con la energía hidrocinética. Esta energía se categoriza según la fuente: olas, corrientes marinas, marea, corrientes fluviales… todas ellas tienen en común la energía cinética inherente al movimiento de un fluido. Por otro lado los gradientes térmicos oceánicos o los gradientes salinos son diferentes como indicaremos a lo largo de los posts.
Históricamente, las energías marinas surgieron en 1973 debido a una de las primeras crisis del petróleo. No obstante aquella tentativa se quedó en eso, posteriormente la evolución de estas tecnologías ha sido poco consistente hasta los últimos años. Una comparación razonable podría hacerse con la energía eólica que en los años precedentes a su estallido fue considerada una alternativa viable y poco a poco fue consolidándose como una verdadera alternativa.
¿De qué recursos disponemos?
Los recursos disponibles son difíciles de estimar por la complejidad que ello conlleva. Cada tecnología presenta unas circunstancias diferentes y requiere de distintas variables físicas del mundo natural. Para los dispositivos que extraen la energía de las mareas, las corrientes y caudales de los ríos, son las velocidades y su evolución temporal lo que más interesa. Para dispositivos de ondas, la evolución temporal de la altura de las olas es de interés primario. Para los convertidores de energía térmica oceánica, la diferencia de temperatura entre las aguas superficial y a grandes profundidades se utilizan para ejecutar un motor térmico generador de electricidad. Los gradientes de salinidad hacen uso de la energía liberada de la mezcla de agua salada y agua dulce, que depende de la concentración de sal y la disponibilidad de una fuente de agua dulce. La mayoría de estas variables no están bien documentadas. Por ejemplo, los flujos de las mareas han sido siempre de gran interés para la gente de mar, pero por lo general, el rango de alturas de marea se ha registrado y no el campo de velocidades. Esto deja pocos datos históricos sobre velocidades de las mareas de apoyo a las estimaciones de energía cinética.
A continuación desmenuzamos cada una de ellas.
Energía undimotriz
Las olas del océano puede ser considerada como una forma de energía solar, ya que se forman por la interacción entre la superficie del océano y las corrientes de viento, que a su vez, son el resultado de un calentamiento diferencial de la superficie terrestre. Por lo general, en las latitudes 30-60 grados del ecuador aumenta la energía de las olas. La energía total contenida en las ondas depende de la longitud lineal de la cresta, la altura, y el período de las olas. La densidad energética de las olas se define como sigue:
P/L=kH2T (kW/m)
En la que P es la potencia y L la longitud de la cresta, H la altura de la ola, T es el periodo de la ola y k es una constante que varía entre 0,4 y 0,6 según la cantidad de energía generada en periodos cortos.
Energía mareomotriz
La fuerza gravitatoria oscilatoria ejercida por el sol y la luna en el océano, y la rotación de la Tierra, forman las mareas. A medida que la Luna gira alrededor de la Tierra, las aguas del océano cercanas experimentan una fuerza gravitatoria mayor que causa la marea, mientras que las aguas del otro lado, que están más lejos, sienten una atracción gravitatoria menor causando el efecto contrario. Esto produce dos ciclos de mareas por día en la mayoría de lugares en la Tierra. Sin embargo, las masas de tierra son los obstáculos a la libre circulación de las corrientes de marea. Además, la forma de las costas puede desviar los flujos naturales y provoca patrones muy diferentes en distintos lugares geográficos. Debido a que las fuerzas de marea siguen ciclos repetidos, las mareas pueden predecirse con exactitud. Los sitios con alto potencial de energía de las mareas hidrocinética suelen estar en los estrechos pasos entre océanos y grandes estuarios o bahías. Como el flujo entra en un pasadizo estrecho, el flujo de la marea debe acelerarse para mantener la conservación de la masa a lo largo de la vía de paso, y, en consecuencia, la velocidad del agua aumenta. En segundo lugar, dependiendo del tamaño y la forma del conducto y la ría, una resonancia dinámica puede ocurrir, de este modo la velocidad puede variar bruscamente. Ambas situaciones pueden dar lugar a elevados flujos de energía cinética, que son ideales para la producción de energía.
El método actual para calcular la energía de las mareas es estimar la media de energía cinética del flujo a través del canal sin tener en cuenta la interacción del flujo y el dispositivo. La densidad energética se define como:
P/A=0,5 dV3
Donde d es la densidad del agua en kg/m3, A es el área de interés en el flujo y V es la velocidad instantánea del flujo que varía con el tiempo.
En los próximos posts continuaremos nuestro análisis.
