Las olas tienen poder

9 febrero, 2012 | Por | Categoría: Negocios

Las olas irrumpen con fuerza en las nuevas energías renovables. Este siglo presencia un aumento de proyectos de I+D en los océanos, y de las patentes e iniciativas para su investigación y desarrollo. Los ingenieros han apartado momentáneamente la vista de los molinillos de viento, se ponen la escafandra de buceo y se sumergen en el mar a la búsqueda de la potencia y efectividad inagotable de las olas en electricidad que alumbre las calles. Para ello luchan con la creación de modelos de prueba y de máquinas incorporadas al mar que recuerdan a las bombas hidráulicas de Da Vinci, de las que se obtiene electricidad gracias al oleaje. 

Pelamis transforma olas en electricidad. Foto CC-BY Jumanji Solar.

¿Cuál es el problema? Como es una tecnología incipiente, aún no se ha comercializado, debido a los elevados costes de su instalación y la dificultad de explorar el medio marino. Los países que más apuestan por esta energía, que los científicos llaman “undimotriz”, son El Reino Unido, Estados Unidos, Canadá y Australia. La Comisión Europea ha financiado programas sobre esta materia, como el de Investigación y Desarrollo Tecnológico de 2004.Cayetano López, director del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas, lamenta que “las renovables ocupen un papel marginal en el consumo de energía”. Debido a la falta de divulgación, mucha gente no apoya ni se interesa por las nuevas técnicas de aprovechamiento energético de las olas, incluso las rechazan. Desconocen que éstas, en cuanto a su diseño, no contaminan el medio ambiente, el paisaje natural, la flora y la fauna marinas, y que las turbinas que generan electricidad a partir del oleaje no producen suficiente ruido como para alterar el desplazamiento natural de especies marinas en el océano.

El oleaje es el futuro y se sostiene por su pureza

En el mundo constan estudios que analizan la viabilidad medioambiental de instalar máquinas que se alimenten de energía de las olas para generar electricidad. En España, el Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural Marino (MARM) y Puertos del Estado aprobaron un estudio en 2009 sobre la idoneidad de proyectos costa afuera, del que se desprende, según el oceanógrafo Sergio Born de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Navales de Madrid (ETSIN), que “éstos aparatos casi no tienen impactos medioambientales sobre las comunidades bentónicas si no son excesivamente grandes”. Frente a otras energías primarias, como el petróleo, la de las olas es muy sostenible, debido a que es “limpia e inagotable”, resalta equipo de investigación del Canal de Experiencias Hidrodinámicas de El Pardo (CEHIPAR). El consumo de combustibles fósiles, además de perjudicar el medio ambiente, cada vez es más caro. La ventaja de energías naturales como la de las olas es que son infinitas, no contaminan y, en el futuro, con el avance tecnológico, se abaratarán sus costes.Cáceres resalta que la producción eléctrica a partir de recursos inagotables “duplica la del gas y la nuclear”. España tiene una dependencia exterior de energías primarias del 84%, pero la mitad de la electricidad que se gasta y se produce procede de las renovables. Esto supone una urgente necesidad de explotar energías naturales y puras. Recientemente se ha creado la sección marina de la Asociación de Productores de Energías Renovables (APPA), que promueve el desarrollo de energías renovables marinas, incluida la del oleaje.Las necesidades y posibilidades actuales de cada país o región para progresar en la técnica de aprovechamiento de las olas son muy distintas. España permanece en la fase de investigación, debido a los “recortes gubernamentales en los presupuestos de I+D y a la compleja burocracia que retrasa el desarrollo de los proyectos”, reprocha Sergio Born. En cambio, otros países como Alemania han invertido bastante dinero en el progreso de esta tecnología y poseen zonas de fuerte oleaje para explotarla.Según estima el EMEC, el Reino Unido es uno de los lugares con las mejores condiciones de oleaje del mundo, ya que es capaz de generar la gran cantidad de “87TW por hora de electricidad procedente de las olas al año”, un rendimiento equivalente al 25% de la demanda actual de este lugar. En la playa Berria, en Santoña, también sitio de intenso oleaje, se colocó un dispositivo en fase de prueba, pegado a la escollera del puerto, de 1,39MW. Aunque en menor medida que países como Alemania y Reino Unido, España tiene un clara capacidad para explotar esta energía, pero las trabas económicas le sitúan a una elevadísima distancia de la fase de comercialización de la tecnología adecuada, un estancamiento innecesario ante la demanda de energías limpias.Los proyectos en materia de olas que constan hasta la fecha se encuentran en etapas de desarrollo, de diseño o de investigación con modelos a escala. Pese a que los sistemas de olas comercializados brillan por su ausencia, los científicos e ingenieros sueñan con que esa última fase comience a rodar en un futuro muy próximo.

La comercialización del sistema Pelamis se frustra

Las tecnologías para beneficiarse de la energía de las olas se encuentran en plena fase precomercial tras el fracaso de Pelamis, un sistema con forma de serpiente roja, de la constructora británica Pelamis Wave Power. En septiembre de 2009, la población portuguesa de Aguçadoura se arriesgó económicamente al construir la primera central comercial en el mundo de aprovechamiento de las olas, la cual se desconectó seis meses después por los excesivos gastos soportados. Fuentes de Cleantech Group aclaran que los problemas técnicos de Pelamis fueron “los elevados costes de su mantenimiento, más de los pensados” y los financieros que “la crisis afectó a una de las financiadoras del proyecto”. Esto va más allá de que la constructora dejara de conseguir ingresos: la inviabilidad de la gestión comercial de este sistema ha paralizado el primer intento de que el ímpetu de las olas ilumine los salones. Directivos del sector aseguran que hay “dispositivos ensayados e instalados aún no viables a escala comercial por sus elevados costes de producción”. Las técnicas en este ámbito están avanzadas y dan buenos resultados, pero tanto el factor costoso como “la hostilidad del medio marino” apuntada por Sergio Born obstaculizan la comercialización y la vía hacia el uso exclusivo de energías puras. ¿Cuánto habrá que esperar a que se abarate esta tecnología? Se necesita una inversión muy superior. Uno de los pasos ineludibles para vender máquinas de energía de las olas es su certificación a través de sociedades como Det Norske Veritas, Lloyd´s y Germanischer Lloyd, que evalúan las posibilidades reales del proyecto. Sin este imperativo, ni se obtiene financiación para acometer proyectos comerciales sostenibles a nivel económico, comercial y competitivo, ni las aseguradoras asumen los riesgos. El único centro que cumple estas características es el European Marine Energy Center (EMEC), en Orkney. Inaugurado en 2004, desarrolla proyectos viables en esta materia y lucha por evolucionar la tecnología desde la fase prototipo a la de negocio.Los siete Wave Energy Converters o sistemas conversores de electricidad a partir del oleaje desarrollados más relevantes actualmente en el globo figuran en la lista de EMEC. El conversor atenuador se compone de dos bloques cuadrados planos de hormigón armado con una unión articulada, que se mecen con las olas como dos barcas acopladas y están sujetas al suelo del mar. Cada vez que se contraen, chocan y producen energía que se convierte en electricidad, un proceso que requiere de fuerzas relativamente bajas. Destaca el británico Pelamis de Pelamis Wave Power, probado por primera vez en el norte de Portugal con una potencia de 750kW. Y el español Oceantec de Tecnalia, en fase de diseño, trabaja a 100 metros de profundidad y se está examinando un prototipo en la costa vasca.

Más sistemas

Otro sistema, el absorbedor puntual, capaz de generar entre 50kW y 6MW, es para aguas de entre 50 y 100 metros de profundidad. Es un cubo de metal achatado sujeto al fondo marino. Del cubo sobresale un palo que tiene sujeto a su punta un disco que flota y que, en función de su tamaño, recibe más o menos energía. El palo actúa como palanca que se mueve verticalmente al ritmo de la corriente. Sobresale PowerBuoy de Ocean Power Technologies, en Hawái, Nueva Jersey y playa de Berria, en Santoña. Según investigadores de Tecnalia, impulsora del proyecto de Santoña, “genera 1,39MW a 4km de la costa, favorecido por el fuerte oleaje”. Pese a que tiene más potencia que sus homólogos, aún está en fase de investigación. Y el conversor Hidroflot, en Barcelona, formado por dieciséis boyas, genera en conjunto 6MW, por lo que tiene el mayor rendimiento de todos los absorbedores puntuales, con  la ventaja de que “se sumerge en caso de temporal”, resalta la empresa diseñadora Hidroflot, S.L. También está en proceso de diseño y experimentado en canal de pruebas. Es el primer dispositivo de oleaje certificado por la supervisora de calidad marítima Germanischer Lloyds, ventaja que abre las puertas a la fabricadora para obtener financiación para su comercialización.El oscilador es muy parecido al absorbedor puntual, pero con una placa vertical que no llega a la superficie, sino que se balancea con un palo-palanca más pequeño al ritmo de la corriente que crean las olas un poco más arriba. Destacan el sistema británico Oyster de Aquamarine Power, en Orkney, y el finlandés Waveroller de AW-Energy, ambos iguales y de hasta 800kW.

El sistema británico Oyster Aquamarine Power genera electricidad a partir de las olas anclado al mar. Foto CC-BY Jumanji Solar.

El conversor de presión diferencial, similar al absorbedor puntual y al oscilador pero con dos palos-palanca pequeños, está localizado cerca de la costa. Las olas presionan y provocan que el nivel del mar aumente y decrezca sobre el mismo para producir electricidad. El más potente es el británico Archimedes Wave Swing de Teamwork Technology. Se instaló uno como prueba en 2004 de 90MW en la costa de Portugal, y ha servido para idear el diseño final.La columna de agua oscilante (OWC), utilizada en acantilados y en mar abierto, es una cueva metálica hueca de aire anclada al mar y que sobresale de la marea. Tiene una puerta de entrada bajo el nivel del mar, por la cual invita al agua a entrar para que se esta se impulse hacia arriba por el movimiento de las olas, que generan presión con el aire de la cueva. Es capaz de producir entre 30kW y 1,5MW de energía eléctrica cuando el aire circula a través de la turbina situada en la parte superior de la cueva. El proyecto Limplet, en Islay, utiliza el sistema Wavegen de Voith Hydro de 500kW en acantilados y es el primero directamente conectado a la red desde el 2000. El OE-Buoy Oceanenergy, en la costa de Cork, genera la misma electricidad que el Wavegen y, como Oceanlinx en Port Kembla, resiste el fuerte oleaje. Pero el que predomina es el sistema británico Orecon, con una vida útil de veinticinco años y de 1,5MW, la potencia máxima de un OWC.El Overtopping es un conjunto de aparatos que capturan el agua de las crestas de las olas en un almacén situado en la parte superior, y que alberga por debajo varias turbinas que aprovechan el flujo de agua, que pasa a través de ellas para generar electricidad antes de retornar al mar. Destaca el sistema costa afuera Floating Wave Power Vessel, instalado en los ochenta en Suecia, y otro en 2002 en Escocia, de 1,5MW. En comparación con el anterior, el sistema flotante danés Wave Dragon solo produce 250kW, pero pronto se instalará uno en Gales de 6MW.Finalmente, existen otros conversores únicos en cuanto a diseño, ya que son más sofisticados que el resto. Su forma se parece a la de los absorbedores puntuales, con la diferencia de que están anclados al fondo marino con un palo-palanca grueso, como el Wave Rotor, que combina dos tipos de turbinas verticales, Darrieus y Wells, las cuales se alimentan del movimiento de las olas. Se han desarrollado diferentes estructuras flexibles que cambian de forma y tamaño para producir electricidad, como el APC Pisys de Pipo Systems de Galicia, absorbedor puntual con una boya y un depósito sumergido que utiliza el efecto Arquímedes, producido por el cambio de la columna de agua al pasar una ola. El primer aparato se probó en 2007 y su potencia es importante, ya que “genera 800kW con una producción energética de 3,25 GW por hora” en las mejores condiciones, confirma Puertos de Estado Español, aunque no tanto como la que alcanzan conversores como el británico Orecon de tipo OWC, de 1,5MW.

Los Remotely Operated Vehicles

Los Sistemas de Información Geográfica y la información que se les da sobre los impactos mediambientales están en fase de desarrollo. Se suelen sustentar en aplicaciones terrestres porque “es más fácil trabajar en tierra, zona conocida, que en alta mar, cuyo ambiente es muy hostil y por las difíciles condiciones para trabajar lejos de las bases, lo que encarece la tecnología de las olas”, asegura Sergio Born. Aunque existen estudios para trasladar los usos de los SIG al entorno oceánico, como los del NOOA, en Estados Unidos, falta emplear sistemas de inteligencia artificial para optimizar los complicados emplazamientos oceánicos.

Despliegue del ROV Jason II del navío más grande de la flota NOAA, en Misisipi. Foto CC-BY Capitán Albert E. Theberge.

Una forma de investigar las zonas óptimas costa afuera es la de los Remotely Operated Vehicles (ROV´s), vehículos operados remotamente que analizan la viabilidad de instalación de conversores de energía a partir del oleaje. Actualmente se utiliza el ROV unido por un cable umbilical a la embarcación que transmite datos al vehículo, pero el peso del cable requiere de mucho combustible para moverlo correctamente sin dañarlo. Existen investigaciones sobre ROV´s inalámbricos, ninguno comercializado, apoyado en ultrasonidos u ópticos pero, según el equipo de la ETSIN, tienen limitaciones “en entornos ruidosos y turbulentos”,  aunque también en el ancho de banda para la transmisión masiva de datos en su uso junto a sistemas de navegación inerciales. Constan desarrollos inalámbricos para entornos submarinos a partir de radiofrecuencias que pueden superar la limitación anterior mediante el uso de sistemas de navegación, como el Global Positioning System, el Differential Global Positioning System y el Sistema de Aumentación Basado en Satélites que, junto a sistemas inerciales, permiten navegar con precisión en profundidades. Pero no se han confeccionado sistemas algorítmicos que integren todas las tecnologías mencionadas para vehículos submarinos.

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