¿Una apuesta de futuro?
Medio Ambiente
El término yuxtapuesto utilizado para referirnos a la energía obtenida del movimiento de las olas, undimotriz, está formado a partir de las palabras “unda”, que en latín significa ola, y “motriz”, generador de movimiento. La energía de las olas, generalmente denominada energía undimotriz u olamotriz, aprovecha el movimiento de las olas, el cuál origina una transferencia de energía sobre la superficie del océano, en forma de energía cinética y potencial. Esta transferencia energética puede ser recuperada mediante el uso de mecanismos armónicos que absorban dicha energía, para la posterior producción de electricidad.
La generación de energía a partir de las olas es una tecnología comercial poco empleada en comparación con otras fuentes de energía renovable como pueden ser la energía eólica, la hidroeléctrica o la solar, ya que la instalación de dispositivos en la mar supone de forma general un reto mucho mayor a su establecimiento en tierra firme, tanto por dificultad técnica ante un medio hostil como es el mar, como por costes.
Dispositivo “Pelamis” tipo serpiente.
PROS Y CONTRAS
Una de las principales características de la ola consiste en su capacidad para poder desplazarse a grandes distancias sin apenas perder energía. Además, la importancia de la energía undimotriz se debe a que supera en densidad energética a la energía eólica y solar, y se estima que su potencia oscila entre 30 y 100 kW por cada metro de frente de ola.
Como principal ventaja se podría destacar que se trata de una energía muy extendida, existente en muchísimas localizaciones. Su capacidad de predicción, a pesar de ser más baja que en las corrientes, es mayor que en la eólica y, además, existe una buena correlación entre el recurso existente y la demanda cerca de la costa.
Como contrapartida presenta que se produce con condiciones severas del mar, lo que supone altos costes de instalación y mantenimiento. A pesar de llevar muchos años en estudio, todavía se puede considerar que está en fase de desarrollo a nivel mundial, con diversas tecnologías existentes, pero sin que ninguna se haya impuesto al resto.
Estación piloto de energía undimotriz en la costa de Australia Occidental.
PROYECTOS EXISTENTES
El primer convertidor de energía undimotriz se patentó en Francia en 1799, pero, sin embargo, el verdadero desarrollo de esta tecnología no comenzó hasta el último cuarto del siglo XX. Noruega y Escocia son pioneras y líderes en la tecnología undimotriz en la actualidad, aunque España y Portugal están estudiando mucho esta técnica. En Portugal en 2009 se inauguró el primer parque undimotriz comercial del mundo. En este parque se instalaron tres máquinas Pelamis con capacidad de 2,25 MW.
Existen un gran número de dispositivos pensados para el aprovechamiento de este tipo de energía, pero a pesar de que existen más de mil patentes mundiales de generadores energéticos de olas, los conceptos en los que se basan se pueden clasificar en una serie de tipos básicos, dependiendo de cómo reciben el oleaje o del principio que utilizan para la captación de la energía. Atendiendo a una clasificación dependiente de la dirección en la que los dispositivos reciben el oleaje, podríamos dividirlos en: atenuadores, terminadores y extractores puntuales.
En el primer caso, el de los atenuadores, nos encontramos a aquellos que se encuentran posicionados en paralelo con la dirección de avance del oleaje. Se podría decir que “cabalgan” sobre las olas generando la energía eléctrica que se transportará mediante cables. Generalmente son estructuras de gran longitud y su misión consiste en amortiguar las olas, aprovechando de este modo la energía mecánica de éstas. Dentro de este tipo encontramos el dispositivo “pelamis”.
En el segundo caso, el de los finalizadores o terminadores, el oleaje no sigue su curso natural, sino que “rompe” contra el dispositivo, finalizando de esta manera su avance. Suelen ser grandes estructuras rígidas y sólidas que se sitúan perpendicularmente a la dirección de avance del oleaje, por lo que son golpeadas con violencia por las olas. El “penguin” es un dispositivo flotante dotado de un elemento captador de energía de las olas de gran escala, semejante a un barco con forma asimétrica (diferente en proa, popa, babor y estribor). La asimetría permite aprovechar al máximo posible el movimiento de las olas. En su interior, un dispositivo giratorio se activa con el movimiento continuo del mar, que a su vez es conectado a un generador, para producir energía eléctrica. En el verano 2021 se instaló en Armintza (Vizcaya) un dispositivo de gran escala de este tipo, único en el mundo.
En último caso nos encontramos con los extractores puntuales. Poseen unas dimensiones en el plano horizontal significativamente menores a la longitud de onda de las olas que inciden sobre ellos, lo que hace que no tenga excesiva importancia la dirección en la cual reciben las olas.
APLICACIÓN PRÁCTICA
¿Puede ser útil el aprovechamiento de esta energía para el transporte marítimo? Con el objetivo de reducir el consumo de los buques y, por tanto, los costes medioambientales y económicos asociados a los mismos, se podría aprovechar la energía contenida en la mar de forma sencilla para que pudiera ser consumida por los sistemas de a bordo, mejorando así la eficiencia.
Máquina “Pelamis” en el parque de olas Okeanós de Oporto (Portugal).
¿Existe mejor artefacto marino, flotante y consumidor de energía que un buque? En este sentido ya se han realizado varios estudios. En el 55º Congreso de Ingeniería Naval celebrado en 2016 se presentó un trabajo en el que aparecía un sistema innovador para la generación de energía a bordo, que apuntaba al balance de un buque como medio de transformación de la energía undimotriz en energía hidráulica contenida en sus tanques estabilizadores. Al año siguiente el ferrolano Gerardo García presentaba otro trabajo basado en el aprovechamiento de las proas para la recuperación de energía “undimotriz -mareomotriz” obtenida en ciertas maniobras de navegación al reducir velocidad, algo similar al sistema Kers de los automóviles.
Existe una tercera solución en estudio que pretende combinar la producción de energía eléctrica con la protección de puertos y costas. Se trata de un rompeolas flotante que reconduce parcialmente las olas hacia su interior, para que después puedan accionar unas turbinas de generación de electricidad. En el Congreso de Ingeniería Naval celebrado en A Coruña en 2021, los hermanos Gil Casares presentaron la primera parte de este estudio en la que los autores desarrollaron un concepto de atenuación de la energía de las olas, el Giraolas, basado en evitar que la ola rompa, utilizando las propiedades del número de Iribarren. Los hermanos Gil Casares obtuvieron uno de los premios del Congreso.
En la segunda parte del estudio, el dispositivo Giraolas 2P, se tiene en cuenta el “Giraolas básico de Protección”, y por otro lado se estudian los elementos de la producción eléctrica: presiones frontales y posteriores, energía disponible, turbinas bidireccionales, generador eléctrico, y ejes y rodamientos. Sus inventores pretenden situar este sistema en lugares de alta energía de olas, y si se superan las pruebas numéricas y en canal, uno de los sitios donde pretenden realizar las pruebas reales sería en el puerto de A Coruña.
EN DESARROLLO
En el año 2022 aún no se puede considerar que las fuentes de obtención de energía undimotriz posean tecnologías maduras. Todavía es una energía en fase de desarrollo, carente de un diseño óptimo. Ninguna tecnología se impone sobre el resto, debido principalmente a las irregularidades en amplitud, fase y dirección de las olas. Se han realizado muchos experimentos, prototipos y proyectos de investigación, y puntualmente algunos dispositivos comerciales, pero de ellos emana la existencia actual de muchos desafíos técnicos que deben resolverse antes de que se pueda disponer de dispositivos de generación eléctrica fiables y efectivos, tanto en mantenimiento como en coste.
Captador de energía undimotriz flotante en Armintza (Bizkaia).
En España no existe ninguna planta de gran capacidad que pueda aprovechar el potencial que nos brinda este recurso, pero la empresa sueca Eco Wave Power, planea construir pronto en Port Adriano, un puerto situado en el municipio mallorquín de El Toro, la mayor central del país alimentada con el movimiento de las olas. Será una instalación que contará con una potencia máxima de hasta 2 MW, lo suficiente para suministrar la mitad de la energía que consume toda la instalación portuaria. Destacar que no será la primera de este tipo en nuestro país, ya que hace diez años veía la luz la planta de Mutriku, en Gipuzkoa, una central dotada de una potencia de 296 KW que funciona con el mismo sistema de columna de agua oscilante que usará la de Mallorca, y que de momento es la única existente.
RAÚL VILLA CARO, Doctor ingeniero naval y oceánico, Capitán de la marina mercante
