¿Qué es una ola?

Antes de explicar cómo funciona este y otros sistemas hablaremos brevemente de lo que es una ola, de cómo se forma y de cómo es su movimiento.

Las olas son perturbaciones mecánicas que se producen en la superficie del mar. Estas perturbaciones están provocadas por las fuerzas mecánicas que de alguna manera intervienen en el mar y alteran su equilibrio. Aunque en algunos casos excepcionales las olas pueden estar provocadas por terremotos (tsunamis o maremotos) o por grandes objetos chocando con la superficie del mar (meteoritos o icebergs que se desprenden de los glaciares) en la inmensa mayoría de los casos el agente que interviene en la formación de las olas es el viento.

Las olas provocadas por el viento se forman cuando este sopla en la superficie del mar y se produce un rozamiento que arrastra muy ligeramente el agua, haciendo unas micro olas o arrugas. Estas arrugas al elevarse sobre el nivel medio del agua ofrecen mayor superficie para que el viento las continúe empujando como si fueran velas, formándose así las auténticas olas. La potencia de la ola aumentará tanto más cuanto más veloz, estable y duradero en su dirección sea el viento.

En alta mar las olas pueden desplazarse sin consumir apenas su energía con lo que pueden llegar hasta zonas muy alejadas, totalmente ajenas a las condiciones atmosféricas donde se formaron.

(1) El viento fricciona con la superficie del agua y provoca micro-olas (2) El viento que continua soplando en la misma dirección hace mas altas las olas lo que a la vez hace que tengan más superficie para que el viento las siga haciendo crecer. (3) Las olas seguirán creciendo mientras se mantenga el viento en la misma dirección.

Las olas sólo pueden deshacerse o perder fuerza en presencia de vientos contrarios a su dirección de desplazamiento y al entrar en contacto con el suelo del lecho marino cuando se acerca a la costa.

En líneas generales se podría decir que la superficie marina actúa como un gran captador de la energía del viento transformándola en olas.

Si bien la cantidad de energía que el viento transmite a las olas en comparación con el que posee es solo una mínima fracción, a escala humana supone una cantidad de energía inmensa, renovable y limpia que puede ser aprovechada.

Primera central del mundo de obtención de energía a partir de las olas de Portugal

Se trata sin duda de la iniciativa más seria llevada a cabo para obtener energía eléctrica de esta importante fuente de energía renovable que son las olas.

La primera central de aprovechamiento de la energía de las olas en el mundo se esta llevando a cabo en Aguçadoura (norte de Portugal) a 8 Kilómetros de la costa. La nueva central tendrá una potencia de 2.25 MW y será capaz de suministrar electricidad a hasta 1500 familias.

La central ha sido impulsada por la empresa portuguesa Enersis y proyectada y diseñada por la empresa escocesa Ocean Power Delivery líder mundial en esta tecnología.

La central esta formada por una serie de grandes tubos de acero de 3.5 cm de diámetro y 150 metros de largo denominados “Pelamis”. Estos componentes quedan semi sumergidos en el mar y son los encargados de transformar el movimiento de las olas en energía eléctrica.

Los pelamis están formados por 4 cuerpos articulados por 3 bisagras en las cuales están alojadas unas bombas hidráulicas. Cuando una ola pasa por el pelamis el vaivén al que queda sometido provoca que las bisagras se doblen y que las bombas hidráulicas entren en acción enviando un fluido a alta presión hasta el generador hidráulico que produce energía eléctrica. Cada pelamis es capaz de generar una energía de 750 kw que se hace llegar a tierra a través de unos cables submarinos.

Esquema de funcionamiento de un Pelamis.

Esta central pionera supone un prototipo de prueba, puesto que ya están diseñadas otras de mayor envergadura que usando esta misma tecnología tendrán una capacidad de producción de 30 MW suficientes para proporcionar energía eléctrica para hasta aproximadamente 20.000 hogares. Estas grandes centrales de las olas proyectan usar una superficie de mar de 2100 x 600 metros.

Algunos expertos en energías renovables estiman que en un país como Portugal estos sistemas son capaces de producir hasta tres veces más energía que una central eólica con la misma inversión.

El proyecto de aprovechamiento de las olas de Don José Barrufet en el SXIX

El aprovechamiento de la energía contenida en las olas ya fue considerado desde tiempo atrás. Ya en el SXIX el español Don José Barrufet patentó su “ingenio para aprovechar las olas” MARMOTOR. Dicho ingenio consistía en una serie de boyas que flotaban en el mar. El movimiento ondulatorio de las olas hacia subir y bajar las boyas transmitiendo ese movimiento a través de estructuras mecánicas hasta un generador eléctrico que lo transformaba en energía eléctrica. Según estimaciones del propio inventor, este ingenio sería capaz de proporcionar, en el peor de los casos con calma total del mar, un mínimo de energía de 0.36 KW. Al parecer se construyó un prototipo en la barcelonesa playa de la mar vieja. El ingenio tenía el ambicioso proyecto de acabar con la dependencia del carbón inglés que tenia la pujante industria catalana. Lamentablemente no disponemos de registros de lo que ocurrió con esa central. pero si sabemos que su idea, por las razones que fueran, no prosperó.

No solo de las olas se puede obtener energía del mar. Técnicamente se puede generar energía de cualquier movimiento de aguas que se presente en el mar. Es por ello por lo que existen otros prototipos de obtención de la energía del mar basados en las mareas y en las corrientes.

Las centrales de las mareas (energía mareomotriz)

Ya desde la Edad Media se conoce el uso de las corrientes de marea como fuerza motriz de las palas de molinos de grano en los países de la fachada atlántica europea. Actualmente se sigue usando este sistema para mover las palas de los electrogeneradores de las centrales energéticas mareomotrices

El funcionamiento de estos sistemas consiste básicamente en realizar un embalse en la costa con una apertura en la cual se coloca un generador eléctrico. Cuando la marea sube el embalse tiende a llenarse de agua marina que al entrar por la apertura provoca una fuerte corriente que hace que las aspas del generador se muevan y produzcan energía. Una vez que el nivel de marea es el máximo se cierra la apertura y se espera que la marea baje para abrir entonces las compuertas y provocar que el agua almacenada empiece a liberarse hacia el mar moviendo las aspas del electrogenerador, pero esta vez en sentido contrario.

Existe un número reducido de centrales mareomotrices en el mundo, siendo las más grandes la central de la Rance (Francia) con una potencia de 240 MW y la de Annapolis en Canadá con 20 MW.

Pese a lo interesante y atractivo de su funcionamiento este tipo de centrales tienen el inconveniente de provocar un negativo impacto en la franja de costa en la cual se instalan, alterando seriamente la orografía y el ecosistema marino.

Por otro lado son pocos los lugares en el mundo que cuentan con mareas de suficiente potencia para hacer rentable estas centrales.

Por ultimo cabe mencionar otros proyectos de centrales destinadas a aprovechar las corrientes existentes en el mar, como el proyecto italiano para aprovechar las corrientes del estrecho de Messina o las corrientes que se establecen por las diferentes temperaturas que existen entre las aguas de distintas profundidades del mar.