Energía mareomotriz: Qué es, tipos y cómo funciona

Introducción a la energía mareomotriz

La energía mareomotriz, también conocida como energía oceánica, es una fuente de energía limpia y renovable que aprovecha el movimiento de las mareas para generar electricidad. Este tipo de energía se obtiene gracias a la fuerza de atracción que ejerce la luna, y en menor medida el sol, sobre los océanos. Este suceso es el causante de que suban y bajen las mareas. Este movimiento es utilizado para poner en marcha turbinas que generan energía eléctrica mediante un alternador.

Definición y panorama general

Este tipo de energía del mar, es una fuente de energía renovable y limpia que se obtiene mediante el aprovechamiento del movimiento de las mareas. A diferencia de la energía undimotriz, que se basa en el movimiento de las olas, la mareomotriz utiliza el flujo de agua que entra y sale de un embalse a través de un dique con compuertas. Este flujo mueve unas turbinas conectadas a un alternador, produciendo electricidad sin emitir gases de efecto invernadero.

Gracias a su previsibilidad, es posible diseñar sistemas eficientes que optimicen la producción de electricidad. Las plantas mareomotrices son silenciosas y fáciles de mantener, además de poder ajustarse para variar la intensidad de las turbinas según las necesidades energéticas. Iniciativas como la Biscay Marine Energy Platform (BiMEP) demuestran el potencial de esta tecnología para contribuir a un sistema energético más sostenible y cumplir con los objetivos de reducción de emisiones establecidos por el Acuerdo de París.

Contexto histórico y desarrollo

La energía mareomotriz ha estado en uso desde los años 60, aunque sigue siendo una gran desconocida para muchos. La primera planta mareomotriz del mundo, inaugurada en 1966, se encuentra en el estuario del río Rance en Francia. Esta central aprovecha tanto la energía de las mareas del Canal de la Mancha como la corriente del río, generando 600 GWh de electricidad al año y abasteciendo a 130,000 hogares.

Desde entonces, otras instalaciones han seguido su ejemplo. En Corea del Sur, la planta del lago de Sihwa se ha convertido en una de las más grandes del mundo. En Europa, Gran Bretaña destaca por producir la mitad de toda la energía mareomotriz del continente. Por lo que respecta a España, el Proyecto Magallanes en Galicia utiliza una plataforma flotante para generar electricidad a partir de la corriente de las mareas.

¿Cómo funciona la energía mareomotriz?

La energía mareomotriz se genera aprovechando el movimiento de las mareas, un fenómeno causado por la atracción gravitatoria de la luna y, en menor medida, del sol. Para transformar esta energía en electricidad, se utilizan turbinas ubicadas en centrales mareomotrices. Estas turbinas convierten la energía cinética y potencial del agua en energía eléctrica mediante el giro de sus aspas.

Es de vital importancia que las centrales mareomotrices se encuentren en lugares donde la diferencia de altura entre la pleamar y la bajamar sea de al menos 5 metros, según el Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE). Este diferencial permite un uso eficiente de las turbinas y alternadores. Las instalaciones suelen ubicarse en rías, bahías o estuarios, donde estas condiciones geográficas específicas son más comunes.

Las centrales mareomotrices pueden variar en diseño y ubicación, desde estuarios hasta bahías y rías. El proceso de generación de electricidad comienza cuando el agua entra y sale de un embalse a través de un dique con compuertas, moviendo las turbinas conectadas a alternadores. La electricidad producida se transporta a una central en tierra mediante cables submarinos. Aunque la instalación de estas centrales presenta desafíos como los altos costos y el impacto ambiental, la energía mareomotriz sigue siendo una fuente limpia y renovable con un gran potencial para el futuro.

Tipos de sistemas de energía mareomotriz

Dentro de la energía mareomotriz encontramos 4 tipos diferentes de producción de este tipo de energía

Generadores de corrientes marinas

Los generadores de corrientes marinas, conocidos como Tidal Stream Generators (TSG), utilizan la energía cinética del agua en movimiento de manera similar a las turbinas eólicas. Estos generadores aprovechan el flujo constante de las corrientes marinas para mover las hélices de las turbinas, transformando la energía de las mareas en electricidad.

Ubicados generalmente cerca de la costa, en aguas poco profundas donde las corrientes son más rápidas, los TSG presentan un costo reducido y un menor impacto ecológico en comparación con otros métodos de generación de energía mareomotriz, lo que los hace una opción cada vez más popular en el mercado energético.

Presas mareomotrices

Las presas mareomotrices utilizan la energía potencial generada por la diferencia de altura entre las mareas altas y bajas. Estas presas, construidas a lo largo de un estuario o bahía, permiten embalsar el agua durante la marea alta abriendo sus compuertas, y luego liberar esta agua cuando la marea baja, moviendo turbinas que generan electricidad. A pesar de ser una tecnología efectiva, la construcción de estas presas presenta desafíos significativos debido a los altos costos de infraestructura y el impacto medioambiental, así como la escasez de lugares adecuados en el mundo para su implementación.

Lagunas mareomotrices

Las lagunas mareomotrices son una variante de las presas mareomotrices que aprovechan barreras naturales para crear diques que retienen agua durante la marea alta. Estas lagunas actúan como embalses donde se colocan turbinas que generan electricidad a partir del movimiento del agua. La ventaja de este sistema es que puede integrarse mejor en el entorno natural, reduciendo el impacto ambiental comparado con las presas tradicionales. Al aprovechar formaciones geográficas existentes, las lagunas mareomotrices ofrecen una solución eficiente y sostenible para la generación de energía renovable.

Energía mareomotriz dinámica

La energía mareomotriz dinámica, también conocida como DTP (Dynamic Tidal Power), es una tecnología teórica que combina aspectos de las presas y lagunas mareomotrices. Este sistema propone la construcción de grandes represas, de entre 30 y 50 kilómetros de longitud, que se extienden desde la costa hacia el mar. Estas represas no encierran áreas, sino que inducen diferencias de fase de mareas que generan un diferencial significativo en el nivel del agua.

Este diferencial moviliza turbinas generadoras, explotando tanto la energía cinética como la potencial de las corrientes de marea. Aunque todavía en fase teórica, se estima que cada represa podría generar entre 6 y 17 gigavatios de energía, posicionándose como una solución potencialmente viable en regiones con corrientes de marea paralelas a la costa, como el Reino Unido, China y Corea del Sur.

Gráfico de elaboración propia con datos extraídos de la International Renewable Energy Agency (IRENA)

Beneficios e inconvenientes de la energía mareomotriz

De la misma manera que todas las energías renovables, la energía oceánica presenta tanto múltiples ventajas cómo desventajas. En este apartado te destacamos las ventajas y desventajas tanto ambientales cómo económicas, y hablaremos sobre la fiabilidad de este tipo de energía.

Ventajas y desventajas ambientales

Las principales ventajas de esta forma de producir energía son:

✅ Es una fuente de energía limpia

✅ Renovable que no emite gases de efecto invernadero

✅ No requiere combustibles adicionales, lo que la hace respetuosa con el entorno.

Sin embargo, hay desventajas ambientales a considerar.

❌ Las presas mareomotrices pueden tener un impacto negativo en la fauna y flora local debido a la alteración de los ecosistemas naturales y la calidad del agua. Las lagunas mareomotrices tienen un
impacto mínimo en el ecosistema, ya que utilizan barreras naturales.
❌ Las centrales de corrientes, aunque menos impactantes, todavía pueden afectar a la vida marina, aunque en menor medida, ya que las turbinas giran lentamente.

A pesar de estos inconvenientes, si las instalaciones están bien diseñadas y construidas, la probabilidad de impactos negativos en la biodiversidad oceánica es mucho menor en comparación con otras energías renovables terrestres. En resumen, la energía mareomotriz ofrece una solución sostenible y eficiente, aunque es crucial minimizar su impacto ambiental a través de un diseño y planificación adecuados.

Beneficios e inconvenientes económicos

La energía mareomotriz ofrece varios beneficios económicos:

✅ Generación de electricidad a baja velocidad y una larga vida útil de las instalaciones.
✅ Además, esta tecnología puede impulsar las economías locales y crear empleos altamente cualificados en las comunidades costeras, beneficiando la economía regional.

Sin embargo, la energía mareomotriz, al igual que con el medio ambiente también enfrenta desafíos económicos:

❌ Las instalaciones son costosas de construir, con costos iniciales elevados que superan los de otras energías renovables como la solar.
❌ Las presas mareomotrices, en particular, son más caras y pueden sufrir problemas de corrosión y mantenimiento submarino. Aunque los costos de mantenimiento son relativamente bajos, la tecnología aún está en desarrollo, lo que afecta su competitividad en el mercado energético actual.

Fiabilidad

Una de las razones por las que más destaca esta energía marina es por su alta fiabilidad debido a la predictibilidad de las mareas. A diferencia del viento o la energía solar, las corrientes marinas son casi totalmente predecibles, lo que facilita la estimación precisa de la potencia generada por cada planta energética. Además, las instalaciones mareomotrices tienen una vida útil muy larga; por ejemplo, la central del estuario del río Rance en Francia ha estado operativa por más de 55 años, demostrando la durabilidad y consistencia de esta tecnología.

La combinación de sistemas de corrientes de marea con parques solares y eólicos marinos puede mejorar significativamente la eficiencia energética, equilibrando mejor la oferta y la demanda. Según un estudio de la Universidad de Plymouth, esta combinación es aproximadamente un 25% más eficaz que depender únicamente de tecnologías solares y eólicas. La densidad del agua en movimiento también permite una conversión energética más eficiente en comparación con el aire en movimiento, asegurando una disponibilidad continua de energía.

1. Las mareas son altamente predecibles, lo que facilita la gestión de la producción de energía.
2. Las instalaciones mareomotrices tienen una vida útil muy larga, garantizando una operación duradera. .
3. La combinación con otras fuentes renovables mejora la eficiencia energética.

¿Qué futuro le espera a la energía mareomotriz?

La energía mareomotriz tiene un gran potencial de crecimiento y desarrollo en el futuro, aunque su explotación comenzó en los años 60 con la inauguración de la planta de Rance en Francia. Esta planta sigue siendo un referente, cubriendo el 45% del consumo eléctrico de Bretaña. Otros países como Corea del Sur, Canadá, Reino Unido y Noruega también han desarrollado centrales mareomotrices significativas.

En España, la central de Mutriku ha estado operativa desde 2011 y se espera la inauguración del Wave Energy Converter (WEC) en Valencia este año. La urgencia de recurrir a fuentes de energía verde impulsa el interés en la energía mareomotriz. La investigación y la innovación son cruciales para maximizar su potencial.

Se proyecta que para 2050, Europa podría tener una capacidad de producción de 100 gigavatios de energía mareomotriz, suficiente para proporcionar electricidad a 76 millones de hogares. Esta expansión se verá apoyada por la financiación y el compromiso de instituciones como BBVA, que promueven el uso de energías renovables y la eficiencia energética.

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