Si bien la energía undimotriz no es tan popular como la energía eólica o la solar, esta es una fuente con la que se ha experimentado mucho. Y gracias a ello, es probable que deje de estar rezagada por las demás fuentes de energía renovable en un futuro cercano. En este artículo descubrirás las ventajas, desventajas y las principales tecnologías de aprovechamiento de la energía de las olas.
¿Qué es la Energía Undimotriz?
La energía undimotriz, también conocida como energía olamotriz o la energía de las olas, es una fuente de energía que aprovecha el movimiento de las ondulaciones turbulentas las aguas oceánicas. Estas turbulencias aleatorias son las que nosotros comúnmente conocemos como olas.
Las olas contienen mucha energía cinética, un tipo de energía que está asociada al movimiento, y que puede ser aprovechada por tecnologías conocidas como Convertidores de Energía Undimotriz. La energía obtenida puede destinarse posteriormente para diferentes aplicaciones, como generar electricidad, desalinizar aguas de mar para producir agua potable o como fuente de propulsión de vehículos marino.
La cantidad de energía obtenible se puede medir matemáticamente teniendo en cuenta la velocidad de las olas, la altura de las olas, la longitud de las olas y la densidad del agua. Cuantos más fuertes sean estas, más capaces serán de producir energía.
¿La Energía Undimotriz es renovable?
La energía de las olas se considera un tipo de energía renovable. Esto significa que puede utilizarse de forma indefinida sin riesgo de que se agote. Algo que no sucede con otras fuentes finitas de energía, como los combustibles fósiles. La disponibilidad de estos últimos se acabará cuando ya no se encuentren yacimientos de donde extraer este recurso. En cambio, la energía undimotriz continuará existiendo porque los vientos y la radiación solar son fenómenos perpetuos.
Esto hace de la energía del movimiento de olas una posible candidata para reemplazar a los combustibles fósiles responsables del cambio climático. Desafortunadamente, la energía undimotriz no es fácil de aprovechar, ya que requiere altos costos de inversión y de mantenimiento para funcionar. Y a causa de ello, la generación de energia undimotriz no es una tecnología comercial ampliamente utilizada. Otras fuentes de energía renovable más populares, como la energía eólica, la hidroeléctrica o la solar, por ahora, ocupan su lugar.
Pero pese a lo anterior, se espera que en las próximas décadas los avances tecnológicos hagan posible su mayor aprovechamiento. Algo que también se espera que ocurra con el resto de fuentes de energía renovable poco utilizadas. Como la energía hermana de la energía undimotriz: la energía mareomotriz.
Diferencia entre Energía Mareomotriz y Undimotriz
La diferencia fundamental entre la energía undimotriz y mareomotriz radica en sus orígenes. La energía mareomotriz, como su nombre lo indica, proviene del movimiento de las mareas. La energía undimotriz, en cambio, proviene del movimiento de las olas. A continuación, explicaremos en detalle el proceso de formación de las olas y las mareas.
¿De dónde proviene la Energía Undimotriz?
La energia undimotriz se origina primordialmente de la energía solar. Los intensos rayos del sol que inciden sobre la superficie de la tierra son los responsables de que esta se caliente. Sin embargo, la intensidad de dicha radiación que penetra la atmósfera terrestre varía considerablemente en diferentes partes del mundo. Esta disparidad de temperatura atmosférica hace que el aire atmosférico viaje desde las regiones más calientes del planeta a las más frías, dando origen a los vientos.
A medida que los vientos se deslizan sobre la superficie de los océanos, una fracción de la energía cinética de este aire en movimiento se traslada al agua marina con la que roza en su superficie, lo que, consecuentemente, genera las olas. Dicho de otro modo, el océano podría interpretarse como un gigantesco acumulador de energía potencial. El mismo entra movimiento, tanto por los rayos del sol, como por la energía cinética de los vientos.
Estas olas pueden viajar a través de los océanos de forma expansiva sin perder mucha energía en el trayecto. Sin embargo, cuando llegan a la costa, su velocidad se reduce, mientras que su tamaño aumenta significativamente. Al final, las olas golpean en la orilla, descargando enormes cantidades de energía cinética.
Sin embargo, de vez en cuando, las olas pueden surgir por otras influencias. Las olas largas y constantes, por ejemplo, que fluyen interminablemente contra las playas probablemente se originan a partir de tormentas y condiciones climáticas extremas muy lejanas en el mar. Muchas veces, el poder de las tormentas y su influencia en la superficie del agua marina es tan poderoso que puede provocar olas en las costas de otro hemisferio.
¿De dónde proviene la Energía Mareomotriz?
A diferencia de la energia undimotriz, la energía mareomotriz proviene del movimiento de las mareas terrestres. Las mareas son olas muy largas que se mueven a través de los océanos y que son provocadas por las fuerzas gravitacionales que ejerce la luna sobre la Tierra y, en menor medida, el sol sobre la Tierra. Cuando el punto más alto de la ola, o la cresta, llegan a la costa, aquí se dice que la costa experimenta una marea alta. En cambio, cuando el punto más bajo, o la depresión, llega a la costa, esta experimenta una marea baja.
Cuando un sector del planeta mira hacia la luna, la atracción gravitacional del satélite es más fuerte en ese punto que en cualquier otro lado de la Tierra, y entonces la gravedad empuja al océano hacia la luna y se produce la marea alta.
El abultamiento en el otro lado de la Tierra es causado por inercia. El agua que se aleja de la luna resiste las fuerzas gravitacionales que intentan tirar de ella en la dirección opuesta. Debido a que la atracción gravitacional de la luna es más débil en el otro lado de la Tierra, la inercia gana, el océano se hincha y se produce la marea alta.
A medida que la Tierra gira, diferentes partes del planeta miran hacia la luna, y esta rotación hace que las mareas circulen alrededor del planeta constantemente.
Ventajas y desventajas de la Energía Undimotriz
Desde una perspectiva económica, de rendimiento y de impacto ambiental; la energía undimotriz presenta un conjunto de ventajas y desventajas que influyen en la popularidad de su utilización presente y en su consideración en el futuro.
Ventajas de la Energía Undimotriz
Es una energia renovable
La energia undimotriz ha existido desde siempre, incluso antes de que el ser humano pisara sobre la tierra, y mientras la radiación del sol continúe llegando a nuestro planeta, continuará existiendo en los próximos millones de años. Esto la convierte en una fuente de energía que nuestra civilización siempre tendrá a mano para poder sacarle provecho. Algo de lo que no se puede decir lo mismo de otras fuentes de energía no renovable, como los combustibles fósiles, ya que estos se agotarán tarde o temprano, cuando ya no se encuentren yacimientos con este recurso.
Es una energía limpia
Otra diferencia importante de la energia undimotriz con los combustibles fósiles, se encuentre en el impacto ambiental. La energía olamotriz es una energía que prácticamente no emite gases de efecto invernadero. Por lo que puede considerarse una fuente que no contribuye al cambio climático ni que contamina el medio ambiente con gases nocivos o desechos peligrosos durante la producción de energía.
Es una energía confiable
La energia undimotriz es una fuente de energía segura porque las olas casi siempre están en movimiento. Aunque puedan ocurrir reflujos o mareas, el movimiento promedio del océano siempre se mantiene constante. Por lo tanto, la energía se puede aprovechar de forma continua. Es un hecho que la cantidad de energía que se produce y transporta a través de las olas varía de una temporada a otra y de un año a otro. Sin embargo, la producción de energía es continua.
Es una energía predecible
A diferencia de otras fuentes de energía renovable, como la energía solar o la energía eólica, la energía undimotriz es fácilmente predecible y con sencillos cálculos se puede determinar la cantidad de energía que se puede producir. Esto es así porque la energía oceánica es mucho más constante que otras fuentes que dependen de la exposición al viento o al sol.
Es una energía ampliamente disponible
Al igual que como ocurre con otras fuentes de energía renovable, como la energía hidráulica que se extrae de los ríos, la energía undimotriz puede aprovecharse en cualquier lugar dónde haya mar. Muchas grandes ciudades y puertos están al lado del océano y disponer del poder de las olas para generar electricidad.
Existen diversa formas de aprovecharla
Como no hay una única tecnología para capturar la energia undimotriz, esta es una fuente de energía bastante versátil. Los métodos de recolección actuales van desde plantas de energía instaladas con turbinas hidráulicas hasta embarcaciones marinas equipadas con estructuras masivas que se depositan en el mar para recolectar la energía de las olas.
Garantiza más puestos de trabajo
Actualmente, son muchos mayores la cantidad de puestos de trabajos asociados a la producción de energía por combustibles fósiles que con la energía oceánica. Sin embargo, abogar por instalar más centrales de energía undimotriz, en lugar de más refinadoras, podría garantizar mayor independencia de empresas petroleras extranjeras y al mismo tiempo proporcionar empleos verdes a millones de personas.
Ayuda a comunidades remotas
La energía undimotriz puede canalizarse a lugares remotos lejos de las grandes ciudades, y así garantizar el surgimiento de industrias y negocios en aquellas zonas. Estas áreas remotas serán testigos de un fuerte crecimiento económico en el futuro.
No daña la tierra
La energía undimotriz no causa ningún daño a la tierra. Esto lo diferencia de los combustibles fósiles, ya que estos causan daños masivos al suelo. Los daños asociados a estos se deben al impacto ambiental que provoca la fracturación hidráulica o fracking. La energía undimotriz, en cambio, es segura, limpia y uno de los mejores métodos para extraer energía del océano.
Se pueden producir en enormes cantidades
La cantidad de energía que se puede producir a partir de las olas es enorme. Es tan grande que tan solo de un metro de ola se puede obtener de 30 a 40 kilowatts. Pero incluso, si nos dirigimos más adentro en el océano, la densidad de potencia aumentaría a aproximadamente a 100 kw de producción de energía.
Desventajas de la Energía Undimotriz
No está disponible en cualquier ubicación
Solo las centrales eléctricas o las ciudades cercanas al océano son las que se beneficiarán directamente de la energía undimotriz. Esto la convierte en una fuente de energía que no es viable para todos. De hecho, las naciones sin litoral son las que deberán prescindir completamente de esta fuente de energía y buscar otras alternativas. Consecuentemente, la independencia energética del petróleo en reemplazo de la energía undimotriz no será algo posible para todos los países.
Efectos adversos en ecosistemas marinos
La energia undimotriz es una energía limpia que no genera gases de efecto invernadero. Sin embargo, lo anterior no quita que no pueda tener un impacto ambiental negativo sobre los ecosistemas marinos.
Las máquinas utilizadas para convertir la energía undimotriz alteran el fondo marino, pueden cambiar el hábitat de las criaturas cercanas a la costa (como cangrejos y estrellas de mar) y crean ruido que perturban la vida marina a su alrededor. También existe el peligro de que los productos químicos tóxicos que se utilizan en las plataformas de energía de las olas se derramen y contaminen el agua cerca de ellas.
Obstaculiza la navegación
Las granjas de olas en altamar pueden perjudicar a las embarcaciones comerciales y privadas. Esto se debe a que las plantas de energia undimotriz, para funcionar correctamente, deben ubicarse junto a la costa para hacer su trabajo. Cuando están cerca de las ciudades u otras áreas pobladas es cuando son de mayor utilidad.
Sin embargo, estos son lugares que son vías importantes para los buques de carga, cruceros, vehículos recreativos y bañistas. Todas estas personas y embarcaciones se verán afectadas por las instalaciones. Esto significa que los funcionarios gubernamentales y las empresas privadas que quieran invertir en fuentes de energía renovable undimotriz deberán tener en cuenta y considerar las necesidades de aquellos a quienes puedan molestar.
Se desempeña mal en condiciones climáticas adversas
El rendimiento de la energia undimotriz se reduce significativamente durante tormentas en altamar. Muchas veces incluso, deben detenerse sus operaciones durante estos eventos para evitar daños severos en las maquinarias.
Generación de ruido y contaminación visual
Las centrales de energía undimotriz pueden resultar desagradables para quienes viven cerca de las regiones costeras. La presencia de grandes máquinas trabajando en medio del océano destruye la belleza natural del lugar. También generan contaminación acústica, pero, a veces y por fortuna, el ruido suele estar cubierto por el sonido de las olas.
Elevados costes de inversión
La energía undimotriz es una tecnología energética que se encuentra aún en las primeras etapas de desarrollo, lo que dificulta la especulación sobre sus precios de instalación. Actualmente, estos son muy altos porque se encuentran en la fase de investigación y desarrollo. Sin embargo, los mismos podrían disminuir en el futuro. Por el momento, ninguna empresa energética está utilizando esta energía a gran escala, por lo que sus costos no se reducirán al corto plazo.
Elevados costes de mantenimiento
Aunque la energía undimotriz es favorable en varios aspectos, una de sus mayores desventajas son sus enormes costos de mantenimiento. Los equipos siempre están sumergidos en agua salada en constante movimiento, y dicho movimiento puede provocar roturas y corrosión. A veces incluso, las olas pueden ser tan fuertes que pueden dañar grave e irreparablemente un equipo. El costo de reparación, así como de adquirir una nueva maquinaria, es inmenso.
Difícil de escalar
Otro de los mayores inconvenientes de la energía undimotriz es que ninguna empresa de servicios públicos puede aventurarse a instalar granjas de olas, ya que aún no son lo suficientemente eficientes como para producir cantidades masivas de energía eléctrica. Y este es el principal motivo por el cual la energía undimotriz no es tan popular como la energía solar o eólica. Sin embargo, se espera que la tecnología evolucione en el futuro cercano. Por el momento, sigue siendo un desafío implementar generadores de energía undimotriz a una escala utilizable.
¿Para qué se utiliza la Energía Undimotriz?
No cabe duda que el poder de aprovechamiento de la energía de las olas posee muchos inconvenientes. Sin embargo, esto se compensa con un buen número de aplicaciones por la cuales muchos inversores suelen recurrir a su potencial. Algunas de estas aplicaciones son las siguientes:
Producción de electricidad
Esta es la aplicación más importante. El movimiento de las olas se puede traducir en energía eléctrica mediante varias formas de accionamientos motrices. Algunos de estos accionamiento pueden ser engranajes de energía mecánica, un sistema hidráulico o turbinas accionadas por aire. La energía eléctrica producida se destina luego a abastecer las demandas de pequeñas ciudades costeras. También, aunque en menor medida, se puede utilizar para abastecer a grandes industrias.
Propulsión de embarcaciones
Sin embargo, generar electricidad no es el único uso de la energía undimotriz. Una aplicación, aún en periodo de prueba pero con un gran potencial, consta de utilizar convertidores para impulsar embarcaciones. Un ejemplo de esto, es un barco que se abastecerse de energía a partir del movimiento de las olas. La innovación realizada por grupo de empresas noruegas, utiliza un sistema de cuatro columnas de agua oscilantes en la proa para desplazarse.
Desalinización de agua de mar
Y aquí no acaba todo su potencial. Otro uso muy interesante de la energía undimotriz es su capacidad de bombeo. Dicha propiedad puede utilizarse para desalinizar el agua de mar mediante un proceso de ósmosis inversa. WAVE2O es un interesante proyecto que ha combinado el aprovechamiento de la energía del mar y la desalinización del mismo para producir agua potable.
Producción de hidrógeno verde
La energía undimotriz puede utilizarse también para almacenarse mediante el proceso de síntesis de hidrógeno verde. El hidrógeno verde es un gas limpio e inflamable que se obtiene a partir de la electrólisis del agua. El detalle ambiental está en que debe utilizarse energía eléctrica proveniente de energías renovables. Y de entre ellas, está la energía de las olas. El hidrógeno almacenado puede utilizarse posteriormente como combustible libre de emisiones de gases de efecto invernadero.
Ejemplos de Energía Undimotriz
La energía undimotriz se aprovecha a través de un conjunto de tecnologías comúnmente denominadas como Convertidores de Energía Undimotriz. O más conocidas por su nombre en inglés, Wave Energy Converters (WEC). Estos dispositivos aprovechan la energía cinética generada por las olas para convertirla en energía útil.
Los convertidores de energía undimotriz pueden proporcionar energía limpia y sostenible para alimentar la red eléctrica de cualquier región costera. Sin embargo, como ya hemos explicado en la sección anterior, también pueden utilizarse para otras aplicaciones.
Existen muchos tipos diferentes de Convertidores de Energía Undimotriz. Si se realiza una búsqueda rápida en Google Patents ¡Se encontrarán miles de resultados! Sin embargo, y para simplificar las cosas, los Convertidores de Energía Undimotriz generalmente se pueden clasificar en una o varias de 7 categorías diferentes, o arquetipos de diseño.
Estos son los absorbedores de energía puntual, los captadores atenuadores, los dispositivos oscilantes, las columnas de agua oscilantes, los diferenciales de presión sumergida, los colectores de olas y los dispositivos de masa giratoria. A continuación, explicaremos en detalle los 7 arquetipos de diseño de convertidores de energía undimotriz:
Absorbedores de energía puntual
Los absorbedores de energía puntual son dispositivos flotantes diseñados para extraer la energía de las olas en un solo punto de la superficie del océano. La mayoría de los diseños de absorbedores puntuales se asemejan a grandes boyas oceánicas que se desplazan verticalmente al compás del movimiento de las olas. Generalmente se encuentran semisumergidos cerca de la superficie del agua, aunque en algunos casos pueden funcionar a un poco más de profundidad.
Su diseño típico consta de un extremo fijado al fondo marino. El otro extremo, en cambio, se lo deja desplazarse libremente acompañando al movimiento de las olas. Este movimiento vertical luego se traduce en energía eléctrica mediante varias formas de accionamientos motrices, como engranajes de energía mecánica, un sistema hidráulico, turbinas accionadas por aire, entre otros.
Un ejemplo típico de convertidor por absorbedores de energía puntual es el clásico Powerbuoy desarrollado por Ocean Power Technologies. El dispositivo es una boya que se posiciona y funciona en altamar.
Luego están los absorbentes multipuntuales. Esto dispositivos extraen energía de las olas a partir de varios flotadores que actúan como boyas, pero que están integradas a una plataforma. Dichos flotadores están sujetos por brazos que suben y bajan acorde al movimiento de las olas.
El movimiento de los flotadores se transfiere vía hidráulica a la rotación de un generador, consiguiendo así generación de energía eléctrica. El ejemplo más famoso de este tipo de convertidores es el popular Wave Star.
Captadores atenuadores
Los captadores atenuadores son convertidores de energía undimotriz que, a diferencia de los absorbedores de energía puntual, están orientados en dirección paralela al recorrido de las olas. Sus diseños suelen asemejare mucho a una especie de balsa con bisagras. Las flexiones de sus juntas son en las que basan su generación de energía.
Con estos dispositivos se intentan abarcar diferentes tipos de movimientos; como el oleaje, el balanceo o el alzamiento. Sin embargo, la longitud de onda dominante es la que se tienen en cuenta a la hora de diseñarse, para que, de esta forma, se extraiga la máxima potencia de un clima de olas dado.
El ejemplo más clásico de un captador atenuador de energía undimotriz es, sin dudas, Pelamis. Dicho dispositivo semisumergido está compuesto por secciones cilíndricas conectadas por juntas articuladas. Fue una tecnología muy popular hace una década, pero actualmente ha caído en desuso por presentar frecuentes problemas técnicos durante su funcionamiento habitual.
Sin embargo, un sucesor moderno de este tipo de convertidor de energía undimotriz es el Waveline Magnet. Este último es una estructura que se asemeja mucho más a una balsa y que se menea en sincronización con el movimiento de las olas. Los experimentos realizados hasta el momento con este modelo, está demostrando ser mucho más eficiente en cuanto a generación de energía útil que sus predecesores.
Dispositivos oscilantes
Este arquetipo de diseño utiliza el movimiento horizontal del oleaje del océano para moverse hacia adelante y hacia atrás. Estos dispositivos casi siempre están completamente sumergidos y, generalmente, descansando sobre el fondo del mar en aguas poco profundas. Incluso a veces, se los coloca en áreas de rompeolas más peligrosas.
Su diseño más simple consta de una aleta pendular que pivota sobre una bisagra a medida que el movimiento de las olas impacta sobre esta, lo que hace que oscile hacia adelante y hacia atrás. El movimiento de la aleta actúa como un gran brazo de palanca que se puede unir mecánicamente a un generador para generar electricidad. También se lo puede asociar a un sistema hidráulico para presurizar un fluido.
El modelo que mejor representa este tipo de tecnología es el Waveroller, un enorme panel que se instala entre 8 a 20 metros de profundidad. O el Langlee Wave Power, un dispositivo muy similar pero que consta de dos paneles, en lugar de uno, unidos por una viga.
Columnas de agua oscilantes
Las columnas de agua oscilantes, o más conocidas por sus siglas en inglés, Oscillating Water Columns (OWC), a menudo se las distingue por adoptar una forma de “L” en la superficie del agua. En su diseño, se permite que un volumen de aire quede atrapado entre una cámara entre la superficie del agua y una turbina bidireccional montada en la parte superior de la plataforma.
A medida que las ondas pasan por debajo de la máquina, su movimiento vertical actúa como un pistón en el aire de la cámara, elevando y disminuyendo la presión. A medida que el nivel del agua aumenta, comprime el aire y aumenta la presión en la cámara, lo que fuerza que el aire pase a través de la turbina haciendo que esta gire. Cuando el nivel del agua desciende, se crea un ligero vacío que hace que se extraiga aire del exterior a través de la turbina. En consecuencia, la turbina vuelve a girar, pero en dirección opuesta. La expansión del aire en turbina se utiliza para producir energía eléctrica.
Un ejemplo estelar de columna de agua oscilante es la Central Undimotriz de Motrico, ubicada en Euskadi (España). La misma viene funcionando desde hace ya más de una década.
O la OE Bouy, desarrollada por la empresa irlandesa Ocean Energy, es una columna oscilante similar a la de Motrico pero con la capacidad de poder trasladarse hacia aguas más profundas.
Diferenciales de presión sumergida
Cuando una ola pasa sobre el fondo marino, la presión hidrostática del agua varía. Esta presión es proporcional a la profundidad del agua. Debajo de la cresta de una ola la presión es mayor que cuando está debajo del valle de la misma. Los dispositivos de diferencial de presión sumergida, por lo tanto, descansan sobre o cerca del fondo marino y dependen de las dichas fluctuaciones de presión para funcionar.
Esto se puede hacer de varias formas diferentes. La forma más común de aprovechar esta energía es utilizar un componente flotante para que se mueva en relación con una estructura fijada al fondo marino. También se puede hacer uso de un material flexible, para impulsar un sistema hidráulico. En este último caso, se hace exprimir un líquido interno para impulsar una turbina o alguna otra unidad de toma de fuerza.
Un ejemplo de este tipo de convertidor de energía undimotriz es el dispositivo flotante Mwave de Bombora. El mismo cuenta con de una serie de celdas cóncavas recubiertas de caucho sumergido que se comprimen cuando una ola pasa sobre ellas. Un sistema de bombeo de aire interior es lo que acciona una turbina para generar electricidad.
El CETO Wave Power de Carnegie, es otro dispositivo amarrado al fondo del mar que consiste en una bomba de un solo pistón que sube o baja en función de la presión a la que se somete.
Colectores de olas
Los colectores de olas, a veces llamados también como convertidores de rebosamiento, aprovechan una diferencia en la energía potencial del océano al elevar un volumen de agua a una altura por encima de la superficie. Estos dispositivos recrean una acción de olas similar a las que se pueden encontrar de forma natural en las playas.
Los brazos flotantes extendidos enfocan las ondas para que aumenten su altura a medida que se acercan a una “playa” artificial. Cuando las olas golpean sobre el dispositivo, suben por una rampa y llegan a un depósito de almacenamiento. El depósito siempre se encuentra a una altura más alta que el nivel del mar circundante. Posteriormente, unos hoyos estratégicamente colocados permiten que el agua se drene, y el flujo generado se usa para accionar una turbina.
En algunos aspectos, estos diseños son muy similares a los métodos utilizados en las represas hidroeléctricas. Estos tipos de convertidores deben ajustarse correctamente a la altura de las olas que se aproximan para una mejor eficiencia.
Es más probable que estos dispositivos se encuentren cerca de la costa, pero algunos se han desarrollado para ser puestos a prueba en altamar. El Wave Dragon, por ejemplo, es un convertidor cuyos reflectores de alas grandes dirigen las olas por una rampa hacia un depósito en alta mar. El agua regresa al océano por la fuerza de la gravedad a través de generadores hidroeléctricos.
Masas giratorias
Muchos diseños de convertidores de olas se basan en modelos matemáticos. Sin embargo, lo cierto es que la verdadera energía undimotriz nunca es tan nítida o suave como una onda teórica. Y esto se debe a que el movimiento se produce en múltiples direcciones superpuestas.
En un intento de capturar la energía del movimiento desde todas estas direcciones, se han ideado convertidores de energía undimotriz de masa giratoria. Dichos dispositivos constan de cilindros huecos con un peso interno que gira alrededor de un punto fijo para impulsar un alternador rotatorio.
El movimiento oscilante de las olas del océano hace que el centro de flotabilidad y el centro de gravedad del casco se muevan. La masa giratoria, en consecuencia, gira sobre su eje para encontrar su nuevo punto central a medida que el asiento de la embarcación fluctúa. Las ondas hacen que el dispositivo se mueva y se balancee constantemente. Consecuentemente, la masa gira tratando de alcanzar un equilibrio y al mismo tiempo generar electricidad.
El convertidor de energía undimotriz de masas giratorias más conocido es el dispositivo Penguin, desarrollado por la empresa Wello. La forma asimétrica única de la máquina flotante está diseñada para capturar la energía de las olas desde todos los lados posibles.
Historia de la Energia Undimotriz
La energía undimotriz no es nueva. Ha tenido una larga trayectoria que se remonta hace siglos. En esta sección resumiremos su desempeño y progreso hasta la actualidad.
¿Cuándo surgió la Energia Undimotriz?
La primera patente conocida que propuso aprovechar la energía de las olas del océano fue presentada en París en el año 1799 por el ingeniero Pierre-Simon Girard y su hijo. Sin embargo, hubo que esperar hasta 1910 para que se desarrollase el primer dispositivo de energía olamotriz con una aplicación real. En ese año, Bochaux-Praceique ideo un convertidor de olas muy similar a columna de agua oscilante. Con su invención logró proveerse de electricidad para iluminar su casa en Royan, cerca de Burdeos en Francia. A partir de 1855 hasta 1973, ya se registrarían alrededor de 340 patentes solo en el Reino Unido.
Sin embargo, la búsqueda científica moderna de la energía undimotriz fue iniciada por los experimentos del ingeniero Yoshio Masuda en la década de 1940. El japonés probó varios conceptos de dispositivos de energía hidráulica en el mar, con varios cientos de unidades utilizadas para alimentar las luces de navegación. Entre ellos estaba el concepto de extraer energía del movimiento angular en las bisagras de una balsa articulada. La idea fue propuesta en la década de 1950 por Masuda.
Resurgimiento de la Energia Undimotriz
Aunque en años siguientes, este tipo de energía se dejaría de lado, la crisis del petróleo de 1973 renovó el interés por la energía undimotriz. Varios investigadores universitarios reexaminaron el potencial para generar energía a partir de los movimientos del océano, entre los que se encuentran Stephen Salter de la Universidad de Edimburgo y Johannes Falnes del Instituto Noruego de Tecnología, Michael E. McCormick de la Academia Naval de los Estados Unidos, David Evans de la Universidad de Bristol, Michael French de la Universidad de Lancaster, Nick Newman y CC Mei del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT).
El invento de Stephen Salter de 1974 se conoció como el Pato de Salter, aunque oficialmente se le dio el nombre de “El pato de Edimburgo”. En pruebas controladas a pequeña escala, el cuerpo curvo en forma de leva puede detener el 90% del movimiento de las olas y convertirla en energía eléctrica dando un 81% de eficiencia.
En la década de 1980, a medida que bajaba el precio del petróleo, la financiación de la energía undimotriz se redujo drásticamente. No obstante, se probaron en el mar algunos prototipos de primera generación. Más recientemente, tras el inicio de la problemática del cambio climático, hay nuevamente un creciente interés en todo el mundo por la implementación de energías renovables, incluida la energía undimotriz.
Energia Undimotriz en la actualidad
La primera instalación de prueba de energía marina en el mundo se realizó en 2003. Su objetivo fue impulsar el desarrollo de una industria de energía undimotriz y mareomotriz en el Reino Unido. Con sede en Escocia, el Centro Europeo de Energía Marina (EMEC) ha apoyado el despliegue de más dispositivos de energía undimotriz y mareomotriz que en cualquier otro lugar del mundo.
EMEC proporciona una variedad de sitios de prueba en condiciones reales del mar. Su sitio de prueba de olas conectado a la red está situado en Billia Croo, en el borde occidental del continente de las Orcadas. El lugar está sujeto a toda la fuerza del Océano Atlántico con mares de hasta 19 metros registrados en el sitio.