El tema de las energías renovables aún se encuentra en una etapa muy joven, especialmente en un mundo dominado por los combustibles fósiles. En la actualidad se habla mucho de energías renovables debido a que son ilimitadas, lo que significa que también son sustentables y no emiten gases invernadero que pongan en peligro el ambiente y la salud de los seres humanos. Un ejemplo clásico de energías renovables es la energía de las olas.
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El descubrimiento de la energía de las olas data de 1799, cuando Girard y sus hijos registraron en París una patente para utilizar este tipo de energía. La forma moderna de obtener energía de las olas apareció en el Imperio japonés en 1940, cuando fue desarrollada por Yoshio Masuda, un comandante naval japonés que es considerado el padre fundador de la tecnología para aprovechar la fuerza de las olas.
La energía de las olas sólo ganó verdadera popularidad hasta después de la crisis de 1963, cuando el profesor Stephen Hugh Salter inventó un aparato que podría convertir el 90% del movimiento de las olas en electricidad, generando un 80% de eficiencia.
La energía de las olas, también conocida como energía undimotriz, se obtiene del movimiento del oleaje. El riguroso movimiento vertical de la superficie del océano contiene un montón de energía cinética que puede ser capturada por tecnologías especiales para producir electricidad, desalinización del agua y para bombearla a reservas.
El movimiento de los mares produce energía. Cuando el viento sopla sobre la superficie del océano le transfiere fuerza a las olas. La energía producida se mide por la velocidad de la ola, el peso, la longitud y la densidad del agua. Mientras más fuertes sean las olas, mayor capacidad tienen para producir energía. La energía capturada puede usarse para generar electricidad, alimentar plantas industriales y para bombear agua. No es fácil aprovechar la energía de las olas en generadores, por esta razón hay muy poca infraestructura de este tipo en el mundo.
Cuando miras hacia una playa y ves las olas rompiendo en la costa, estás siendo testigo de la energía de las olas, que en ese momento no se está recolectando ni aprovechando de ningún modo, pero está produciendo poder. Y algunos individuos emprendedores dirían que sólo está esperando que alguien la aproveche para mejorar nuestra vida por medio de energía más limpia y más barata. La energía de las olas a menudo se confunde con la energía de las mareas, que es muy distinta.
¿Cómo se forman estas olas? Cuando el viento sopla sobre la superficie del agua con bastante fuerza, crea olas. Esto ocurre más seguido y con más fuerza en mar abierto, porque no hay tierra firme que se oponga al poder del viento.
Los tipos de olas que se forman dependen de qué los está influyendo. Las olas continuas que fluyen sin final en la playa generalmente se forman de tormentas y condiciones ambientales extremas a muchos kilómetros de distancia. El poder de las tormentas y su influencia en la superficie del agua es tan grande que puede causar olas en las costas de otro hemisferio.
Por ejemplo, cuando en 2011 Japón recibió el impacto de un tsunami masivo, creó poderosas olas en la costa de Hawai e incluso más lejos, hasta las playas del estado de Washington en Estados Unidos.
Cuando ves olas altas que suben y bajan con mucha rapidez, probablemente estás observando olas que se crearon en un sistema de agua cercano. Estas olas generalmente acaban de formarse y su poder puede captarse y convertirse en energía.
¿Cómo puede convertirse el poder de las olas en electricidad?
Para poder captar la energía de las olas y convertirla en energía eléctrica que podamos usar, primero necesitamos lugares con fuerte oleaje. El uso exitoso de la energía de las olas a gran escala sucede en muy pocas partes del mundo, que incluyen los estados de Washington, Oregon y California, así como otras áreas a lo largo de la costa oeste de Estados Unidos, además de las costas de África y Australia.
La energía de las olas es, en esencia, una forma condensada de poder solar producida por la acción del viento sobre la superficie de las aguas oceánicas, que entonces puede utilizarse como fuente de energía. Cuando los intensos rayos solares golpean la atmósfera, hacen que la misma se caliente. Esta disparidad en la temperatura del aire en el mundo causa que el aire viaje de las regiones más calientes a las más frías, lo cual produce vientos.
Mientras el viento sopla sobre la superficie del océano, una fracción de la energía cinética que lleva es transmitida al agua que está debajo, lo cual genera olas. De hecho, el océano podría ser visto como un gigantesco sistema de acumulación de energía convertida de la luz solar, con las olas transportando esta energía de un lugar a otro del mundo por la superficie de las aguas. Con eso en mente, podemos concluir que las olas son una forma de energía, no simplemente agua que se levanta por encima del nivel del mar.
Estas olas son capaces de viajar a través del inmenso océano sin perder demasiada energía. De cualquier forma, cuando llegan a la línea costera, donde la profundidad del agua es considerablemente menor, su velocidad se reduce mientras que su tamaño aumenta de forma significativa. Al final, las olas impactan en la playa, descargando grandes cantidades de energía cinética.
El convertidor de energía oceánica
La energía de las olas que golpea la costa se convierte en electricidad mediante el uso de un convertidor especialmente diseñado para tal fin. Es, esencialmente, una estación de poder. El principio por el cual opera esta estación de poder es simple pero ingenioso. Se trata de una cámara cerrada con una apertura debajo del mar, que permite a las fuertes olas fluir dentro y fuera del compartimiento.
El nivel del agua en la cámara se eleva y decae con el ritmo de las olas y de esta manera el aire es forzado hacia adentro y hacia afuera por medio de unas turbinas conectadas a un dispositivo de apertura en la parte superior de la cámara. El aire que se comprime y se descomprime tiene suficiente energía para propulsar las turbinas. La turbina es propulsada en la misma dirección por el aire que entra y sale de ella y ese movimiento se transmite a un generador para almacenarse en forma de energía eléctrica.
Este generador produce electricidad, la cual es transportada a redes eléctricas y posteriormente distribuida en centros de demanda que la canalizan a los hogares e industrias. La ventaja de este tipo de convertidor de energía de las olas es que aunque el movimiento de las mismas sea considerablemente bajo, puede producir suficiente aire para mantener las turbinas trabajando y al generador creando electricidad.
Ventajas de la energía de las olas
1.- Es altamente predecible
El patrón de llegada de las olas es altamente predecible. Llegan de noche y de día y liberan más energía que ninguna otra fuente de energía renovable, incluyendo el viento y la energía solar. La energía eólica y la energía solar, por otra parte, son muy impredecibles. La fuerza del viento puede disminuir sin ningún tipo de previo aviso, lo que afecta la producción de energía de las turbinas de viento. La energía solar depende de la exposición directa a los rayos de sol, lo que significa que un simple día nublado puede dejar sin electricidad a las viviendas que dependan de ella.
2.- Es una forma de energía renovable
Cuando decimos que la energía es renovable, nos referimos a que se trata de un recurso que no se agota. No necesita de la intervención del hombre para continuar existiendo. Nadie se ha atrevido a sugerir que el océano y el mar pueden desaparecer algún día. Los humanos pueden continuar aprovechando esta energía siempre. Este aspecto hace que la energía de las olas sea uno de los recursos más importantes que podamos aprovechar.
3.- La energía de las olas es amigable con el ambiente
La energía de las olas es completamente limpia y no produce ningún tipo de gases invernadero, por lo cual no contribuye al calentamiento global. Los combustibles fósiles, por ejemplo el petróleo, el carbón y el gas natural, son los principales contribuyentes de la polución mundial porque liberan en la atmósfera peligrosos gases, incluyendo dióxido de carbono, óxido nitroso, metano y ozono.
4.- Creación de empleos ecológicos
Las comunidades que viven en áreas costeras remotas y las industrias navales, como la construcción de barcos, tienen el gran problema de obtener electricidad para poder seguir operando. La energía de las olas ha permitido que estas comunidades y sectores sobrevivan y además crezcan, generando fuentes de empleos ecológicos locales. Además, el uso de este tipo de energía hace que ciertas áreas comiencen a ser viables para el turismo.
5.- Crecimiento exponencial de áreas remotas
La energía de las olas acumulada puede canalizarse a lugares remotos y esto hace posible el florecimiento de industrias y negocios. Estas áreas alejadas experimentan un gran crecimiento económico y pueden desarrollarse con energía limpia y sustentable.
6.- Seguridad en el suplemento de energía
Desarrollar un buen sistema de captación de energía undimotriz puede ayudar enormemente a un país a superar su dependencia de los combustibles fósiles. El mercado de los combustibles fósiles es muy volátil y puede dañar la economía de un país si surge un desabasto. La energía de las olas es muy segura porque el suministro no puede acabarse, además es económica y eficiente.
7.- No daña la tierra
Las plantas de energía de las olas pueden situarse por toda la costa, evitando cualquier riesgo de contaminación del suelo. Además, ayuda a que la tierra permanezca en su estado natural al brindar una alternativa a la extracción de combustibles fósiles, la cual requiere excavaciones profundas que dañan terriblemente a la tierra.
Desventajas de la energía de las olas
1.- Altos costos iniciales de capital
La construcción de las plantas de energía undimotriz requiere una inversión inicial enorme. El mantenimiento, conexión a la central eléctrica y demás gastos, sin embargo, se ven rápidamente compensados por la disponibilidad continua de las olas. Por desgracia, muchos países no tienen los recursos o el interés necesarios para crear este tipo de infraestructura. Además, determinar el costo real y abaratar procesos resulta difícil, dado que nos encontramos en estadios bastante inmaduros en lo que se refiere a explotar la energía de las olas.
2.- Demasiada fuerza de las olas puede dañar el equipo
La magnitud de de las olas es bastante impredecible. Algunas veces son tranquilas y constantes, pero a veces llegan con demasiada fuerza, tanta que puede dañar o destruir el equipo de una planta de energía undimotriz. El daño a estos equipos es muy costoso y repararlos implica mucho tiempo y dinero, por lo cual pueden quedar inoperantes durante largo tiempo.
3.- Daño a los ecosistemas marinos
Los proyectos de construcción de plantas de energía undimotriz lejos de la costa son mucho más caros y sofisticados que aquellos que se sitúan en la costa. Estos proyectos incluyen plataformas, cables, turbinas, interconexiones, sistemas de monitoreo y mucho más. Desde el punto de vista ecológico, las aguas abiertas son un ecosistema fértil y seguro para la vida marina, así que actividades de este tipo podrían tener efectos muy nocivos en ella. A su vez, la vida marina podría degradar con el tiempo estas plantas de energía.
4.- Ubicación desventajosa
Uno de los problemas más evidentes de las plantas de energía oceánica es el de la ubicación. Las poblaciones cercanas a una planta de este tipo pueden disfrutar sin problemas de la energía eléctrica que produce. Pero como la energía de las olas está limitada al mar y los océanos, difícilmente puede abastecer a la población entera de un país. Esto significa que las ciudades que no estén cerca de la costa no pueden beneficiarse con este tipo de energía limpia.
5.- Preocupaciones medioambientales
Aunque las olas son una fuente limpia y renovable de energía, el sonido que produce una planta generadora puede ser muy molesto para los habitantes en las cercanías. Las plantas también interfieren con la estética natural del océano. De cualquier forma, el ruido de las olas, en la mayoría de los casos, neutraliza el ruido producido por los generadores.
Cuando se comparan las ventajas y las desventajas de la energía de las olas, queda claro que es por mucho una opción ventajosa. Sobre todo cuando se le compara con la quema de combustibles fósiles para obtener energía. La humanidad, con suficiente tecnología e infraestructura, podría suplir todo su requerimiento energético usando sólo fuentes ecológicas y sustentables de energía. Por eso es muy importante conocerlas, promoverlas y exigir a los gobiernos que hagan lo mismo.
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