Principios Físicos dentro de la Energía Mareomotriz

Las Mareas

Participante de este efecto son el sol, la luna y la tierra. Siendo la más importante en esta acción la luna, por su cercanía.

La luna y la Tierra ejercen una fuerza que atrae a los cuerpos hacia ellas: esta fuerza de gravedad hace que la Luna y la Tierra se atraigan mutuamente y permanezcan unidas.  Como la fuerza de gravedad es mayor cuanto más cerca se encuentren las masas, la fuerza de atracción que ejerce la Luna sobre la Tierra es más fuerte en las zonas más cercanas que en las que están más lejos.

Esta desigual atracción que produce la Luna sobre la Tierra es la que provoca las Mareas en el mar.  Como la Tierra es sólida, la atracción de la Luna afecta más a las aguas que a los continentes, y por ello son las aguas las que sufren variaciones notorias de acuerdo a la cercanía de la Luna.

Energía Mareomotriz

La energía mareomotriz forma parte del grupo de las llamadas energías renovables y se obtiene a través de las energías cinética y potencial de las mareas es decir,

Aprovecha la fuerza de las olas del mar de y de los cambios entre las mareas alta y baja que convierten su variación en energía eléctrica.

Las mareas, es decir, el movimiento de las aguas en el mar, producen una energía que se transforma en electricidad en las centrales mareomotrices. Se aprovecha la energía liberada por el agua de mar en sus movimientos de ascenso y descenso de las mareas (flujo y reflujo). El sistema consiste en aprisionar el agua en el momento de la alta marea y liberarla, obligándola a pasar por las turbinas durante la bajamar. Cuando la marea sube, el nivel del mar es superior al del agua del interior. Abriendo las compuertas, el agua pasa de un lado a otro del dique, y sus movimientos hacen que también se muevan las turbinas de unos generadores de corrientes situados junto a los conductos por los que circula el agua.

Cuando por el contrario, la marea baja, el nivel dela mar es inferior porque el movimiento del agua es en sentido contrario que el anterior, pero también se aprovecha para producir electricidad.

Existen diferentes tipos de instalaciones para convertir energía mareomotriz generalmente en energía eléctrica. El principio de conversión de energía consiste en el uso de una diferencia de niveles de agua oceánica a ambos lados de un dique (muro artificial hecho para contener la fuerza de las aguas o del oleaje) que encierra un área oceánica. La diferencia de niveles causa una diferencia de presiones de agua dentro y fuera del dique. Y bajo esta diferencia de presiones los chorros de agua que pasan a través del dique hacen rotar sistemas hidroturbinas-generadores produciendo de este modo energía eléctrica. El uso de dicho principio tradicional de producción de energía eléctrica tiene una desventaja cardinal: la energía eléctrica se genera no constantemente, sino cíclicamente conforme a los ciclos de mareas. Esto significa que hay una secuencia de periodos alternantes de ausencia y generación de energía eléctrica con un periodo igual al periodo de mareas oceánicas (aproximadamente 6 horas), que en la práctica causa serias incomodidades al usar la energía eléctrica por medio de dicho principio.

Un nuevo principio de transformación de energía mareomotriz en energía eléctrica que todavía no ha sido realizado en la práctica ingenieril para generar energía eléctrica continuamente en cualquier escala. Consiste en una múltiple conversión de energía: primeramente la energía cíclica de mareas se convierte en la energía potencial de agua oceánica acumulada en un deposito ubicado a una altura con respecto al nivel del océano, y después la energía potencial de agua oceánica se convierte continuamente en la energía eléctrica. La primera fase de conversión de la energía mareomotriz la transforma en energía potencial de agua oceánica se realiza por medio de plantas especiales mareomotrices de bombeo vertical, la segunda fase de conversión se realiza por medio de una estación hidroeléctrica estándar. El agua oceánica pasada por las turbinas de la central se dirige al océano.

De esta manera podemos denominar que existen tres métodos de generación de energía por la marea:

•  Generador de la corriente de marea

Los generadores de corriente de marea hacen uso de la energía cinética del agua en movimiento a las turbinas de la energía, de manera similar al viento (aire en movimiento) que utilizan las turbinas eólicas. Este método está ganando popularidad debido a costos más bajos y a un menor impacto ecológico en comparación con las presas de marea, ya que esto ocasiona que el agua suba 10 metros a nivel del mar sobre lo normal.

• Presa de marea

Las presas de marea hacen uso de la energía potencial que existe en la diferencia de altura (o pérdida de carga) entre las mareas altas y bajas. Las presas son esencialmente los diques en todo el ancho de un estuario, y sufren los altos costes de la infraestructura civil, la escasez mundial de sitios viables y las cuestiones ambientales.

• Energía mareomotriz dinámica

La energía mareomotriz dinámica) es una tecnología de generación teórica que explota la interacción entre las energías cinética y potencial en las corrientes de marea. Se propone que las presas muy largas (por ejemplo: 30 a 50 km de longitud) se construyan desde las costas hacia afuera en el mar o el océano, sin encerrar un área. Se introducen por la presa diferencias de fase de mareas, lo que lleva a un diferencial de nivel de agua importante (por lo menos 2.3 metros) en aguas marinas ribereñas poco profundas con corrientes de mareas que oscilan paralelas a la costa, como las que encontramos en el Reino Unido, China y Corea Del Sur. Cada represa genera energía en una escala de 6 a 17 GW.