Energía mareomotriz
La energía mareomotriz es la energía renovable que se obtiene del ascenso y descenso periódico del nivel del mar causado por las mareas.
La energía mareomotriz es la energía renovable que se obtiene del movimiento de las mareas, es decir, del ascenso y descenso periódico del nivel del mar. Se aprovecha bien la diferencia de altura del agua entre pleamar y bajamar, bien las corrientes que las mareas generan, para mover turbinas conectadas a generadores eléctricos.
¿Qué es la energía mareomotriz?
El nombre procede de marea y del latín motor, «que mueve». Su origen está en la gravitación: la Luna, y en menor medida el Sol, ejercen una atracción sobre los océanos que, combinada con la rotación terrestre, produce dos pleamares y dos bajamares cada día lunar (unas 24 h 50 min). Cuando Sol, Tierra y Luna están alineados (luna nueva y llena) las mareas son más intensas, las llamadas mareas vivas; en cuartos creciente y menguante son más débiles (mareas muertas).
A diferencia de la solar o la eólica, es una energía muy predecible: se pueden calcular las horas y alturas de las mareas con años de antelación. Su gran limitación es geográfica, ya que solo resulta rentable donde el rango de marea es grande, de varios metros.
Cómo se aprovecha
Presas de marea o barreras
Se cierra una bahía o un estuario con un dique provisto de compuertas y turbinas. Con la marea alta el agua entra y se almacena; al bajar el nivel exterior, se libera a través de las turbinas. Algunas centrales generan en ambos sentidos (flujo y reflujo). Es el sistema de la central de La Rance.
Lagunas de marea
Variante que encierra una zona costera con un muro, sin cerrar un estuario completo, para reducir el impacto sobre el ecosistema.
Turbinas de corriente de marea
Son parecidas a aerogeneradores sumergidos: se instalan en estrechos y canales donde las corrientes alcanzan velocidades altas y el flujo mueve el rotor sin necesidad de dique. Es la tecnología que más se está desarrollando, con proyectos como MeyGen, en Escocia.
Fórmulas
En una barrera, la energía teórica por ciclo procede de la energía potencial del agua retenida: un volumen A·h cuyo centro de masas se eleva h/2.
donde ρ es la densidad del agua de mar (≈ 1 025 kg/m³), g = 9,81 m/s², A la superficie de la cuenca y h el rango de marea. Se observa que la energía crece con el cuadrado del rango, lo que explica por qué solo compensa en costas con mareas grandes. En una turbina de corriente, la potencia depende del cubo de la velocidad:
siendo A el área barrida por el rotor y Cp el coeficiente de potencia (con un límite teórico de 0,593, el límite de Betz).
Centrales mareomotrices destacadas
| Central | País | Puesta en servicio | Potencia |
|---|---|---|---|
| La Rance | Francia | 1966 | 240 MW |
| Annapolis Royal | Canadá | 1984 | 20 MW |
| Lago Sihwa | Corea del Sur | 2011 | 254 MW |
La Rance, en Bretaña, fue durante décadas la mayor del mundo y sigue en funcionamiento; el lago Sihwa la superó en potencia instalada. La bahía de Fundy (Canadá) presenta las mayores mareas del planeta, que superan los 15 m.
Ventajas y desventajas
- Ventajas: renovable, sin emisiones durante su funcionamiento, previsible y de larga vida útil de las instalaciones.
- Desventajas: coste inicial muy elevado, pocos emplazamientos adecuados, generación intermitente (varía con el ciclo de mareas, no con la demanda) e impacto sobre sedimentos, flora y fauna de estuarios y fondos marinos.
Diferencia con otras energías marinas
No debe confundirse con la energía undimotriz, que aprovecha las olas (en España la planta de Mutriku, en Guipúzcoa, es de este tipo), ni con la energía maremotérmica, que usa la diferencia de temperatura entre aguas superficiales y profundas. Todas se engloban en la energía hidráulica en sentido amplio y son formas de energía potencial y cinética del agua transformadas en energía eléctrica.
Ejercicios resueltos
1. Una cuenca de 10 km² tiene un rango de marea de 5 m. Calcula la energía teórica por ciclo (ρ = 1 025 kg/m³).
A = 10 km² = 1 × 10⁷ m². E = ½ · ρ · g · A · h² = 0,5 · 1 025 · 9,81 · 1 × 10⁷ · 5² ≈ 1,26 × 10¹² J, unos 349 MWh.
2. Una turbina de corriente de 20 m de diámetro se sitúa en una corriente de 2,5 m/s. ¿Qué potencia hay disponible y cuánta extraería con Cp = 0,4?
A = π · 10² ≈ 314 m². P = ½ · 1 025 · 314 · 2,5³ ≈ 2,5 × 10⁶ W = 2,5 MW disponibles. Con Cp = 0,4: P ≈ 1,0 MW.
3. Si la velocidad de la corriente se duplica, ¿cómo cambia la potencia?
Como P es proporcional a v³, se multiplica por 2³ = 8.
¿Cómo se produce la energía mareomotriz?
Se hace pasar el agua movida por las mareas, ya sea retenida en una presa o en corriente libre, por turbinas acopladas a generadores que producen electricidad.
¿Por qué se producen las mareas?
Principalmente por la atracción gravitatoria de la Luna y, en menor medida, del Sol sobre los océanos, combinada con la rotación de la Tierra.
¿Es una energía renovable y limpia?
Es renovable porque depende de la gravitación y la rotación, que no se agotan, y no emite gases de efecto invernadero al generar. Sin embargo, las grandes barreras pueden alterar los ecosistemas de estuarios.
¿Por qué no está más extendida?
Porque requiere mareas de varios metros, que solo se dan en unos pocos lugares, y porque las infraestructuras son muy costosas y de gran impacto ambiental.
¿Qué diferencia hay entre energía mareomotriz y undimotriz?
La mareomotriz aprovecha las mareas (subida y bajada del nivel del mar); la undimotriz, el movimiento de las olas generado por el viento.
Referencias
- Twidell, J. y Weir, T. Renewable Energy Resources. Routledge.
- Tipler, P. A. y Mosca, G. Física para la ciencia y la tecnología. Reverté.
- Boyle, G. (ed.). Renewable Energy: Power for a Sustainable Future. Oxford University Press.
Conceptos relacionados: energía, potencia y fuerza de gravedad.
Cómo citar este artículo
Equipo de Conceptualia. (2023). «Energía mareomotriz». Conceptualia. https://conceptualia.es/ciencias-naturales/fisica/energia-mareomotriz/
