Para extraer energía de las olas, se necesita un alto rango de marea o fuertes corrientes. La subida del nivel del mar amenaza con afectar a ambos
Escondida en el flujo y reflujo de las mareas hay una gran cantidad de energía. Generada principalmente por la atracción gravitacional de la luna, la energía de las mareas es más predecible que el viento y funciona bien junto con la energía solar, generando electricidad por la noche cuando el sol se ha puesto, cuando las personas encienden sus computadoras, televisores y otros electrodomésticos.
A nivel global, la energía de las mareas podría producir potencialmente entre 150 y 800 teravatios hora de energía renovable por año; en el extremo superior, eso es más que la producción de energía de Canadá a partir de energía eólica, hídrica, nuclear, combustibles fósiles y otras fuentes combinadas en 2019.
Para la generación de energía mareomotriz, la ubicación lo es todo. Para producir energía, los generadores de mareas necesitan corrientes rápidas o una oscilación considerable en el nivel del mar entre la marea alta y la marea baja. La Bahía de Fundy en el Atlántico canadiense, por ejemplo, es un candidato ideal. Con una subida y bajada de 12 metros, la bahía tiene una de las mayores variaciones de mareas del mundo.
Pero las corrientes y el rango de las mareas de un sitio, y su potencial para la generación de energía de las mareas, es una compleja consecuencia de una miríada de factores, que incluyen el ancho, la longitud y la forma de la cuenca, la afluencia de los ríos y la altura del mar. Es esta última variable, el nivel del mar, la que amenaza con desbaratar los planes de energía de las mareas del mundo.
En un reciente artículo, científicos que incluyen a Danial Khojasteh, un experto en hidrodinámica de la Universidad de Nueva Gales del Sur en Australia, muestran cómo la subida del nivel del mar podría alterar la viabilidad de la energía de las mareas en sitios de todo el mundo, convirtiendo en fracasos los lugares actualmente privilegiados.
Khojasteh y sus colegas llegaron a esta conclusión después de modelar 978 diferentes estuarios hipotéticos con diferentes formas, rangos de mareas y tasas de subida del nivel del mar, entre otros factores. Si bien ninguno de los estuarios se basó en ubicaciones reales, podrían "representar razonablemente las geometrías de muchos, muchos estuarios en todo el mundo", dice Khojasteh.
De sus 978 estuarios teóricos, un total de 54 tenían corrientes lo suficientemente rápidas como para impulsar turbinas mareomotrices. Este número se redujo a 47 en simulaciones con un metro de subida del nivel del mar. Con dos metros de subida del nivel del mar, cayó a 40. Incluso en los estuarios que mantuvieron su potencial de energía de las mareas, Khojasteh dice que se movía en algunos el lugar real dentro del estuario donde el agua se movía a la velocidad necesaria.
La subida del nivel del mar "va a desplazar, eliminar o crear nuevos sitios óptimos en todo el sistema", dice Khojasteh.
Imagen: La subida del nivel del mar cambiará la energía de las mareas estuarinas
Para aquellos que buscan instalar infraestructura de generación de energía mareomotriz, equipo diseñado para durar décadas, esto podría ser un problema.
Robert Nicholls, un experto en la subida del nivel del mar de la Universidad de East Anglia en Inglaterra que no participó en la investigación, dice que los grupos que buscan construir granjas de energía mareomotriz "no deberían quedarse ciegos. Deben tener una comprensión razonable de lo que es probable que suceda".
Sin embargo, Nicholls dice que la proyectada subida del nivel del mar probablemente no tendrá un impacto lo suficientemente grande como para obstaculizar seriamente la generación de energía mareomotriz. Si bien es posible que para fines de siglo veamos una subida del nivel del mar de un metro, dice que las operaciones de energía de las mareas podrían no durar tanto. En Francia, por ejemplo, se espera que una operación prevista para Bretaña funcione durante 25 años. Pero la Central Mareomotriz La Rance ha estado en funcionamiento desde 1966 y todavía genera energía.
Sin embargo, la infraestructura energética a menudo se pone a funcionar mucho más allá de su vida útil de diseño inicial. Al mismo tiempo, la energía de las mareas es engañosamente sensible a los cambios en las condiciones del mar. La potencia de las turbinas de corriente de marea, por ejemplo, es proporcional a la velocidad de la corriente al cubo, lo que significa que reducir la velocidad de la corriente a la mitad reduce la potencia de salida a un octavo. "La energía de las mareas es muy, muy sensible a estos cambios", dice Ivan Haigh, climatólogo de la Universidad de Southampton en Inglaterra.
Al profundizar en los patrones, Khojasteh y sus colegas descubrieron que a ciertos tipos de estuarios les irá mejor para retener su potencial de energía de las mareas. Por ejemplo, las turbinas construidas en estuarios convergentes (cuerpos de agua que se estrechan tierra adentro) persistirán mejor que aquellas en estuarios que mantienen el mismo ancho río arriba. Con la subida del nivel del mar, estas vías fluviales convergentes se estrechan más hacia el interior, canalizando la energía de las mareas a través de un espacio más pequeño. Pero incluso los estuarios convergentes serán, en general, peores para la generación en el futuro de energía mareomotriz.
Basado en su propio trabajo, Haigh dice que hay otras formas en que la subida del nivel del mar afectará las mareas. Las dos grandes, dice, están cambiando los puntos anfidrómicos y la resonancia.
Los puntos anfidrómicos son lugares donde hay poca o ninguna amplitud de marea. Se forman en grandes cuerpos de agua como el Mar del Norte, pero también en cuerpos más pequeños como la Bahía de Hudson en Canadá, donde las mareas lunares interactúan con la Tierra girando sobre su eje. Cerca de un punto anfidrómico, la marea se mueve en un gran círculo. Las aguas más profundas, provocadas por la subida del nivel del mar, moverán los puntos anfidrómicos, provocando que las costas cercanas se vean afectadas por diferentes puntos altos y bajos de la marea.
El siguiente factor, la resonancia, es familiar para cualquiera que haya empujado a alguien en un columpio, dice Haigh. Cuando empujas a tu hija, si empujas exactamente en el momento adecuado, ella irá más y más alto. Pero si la empujas en el momento equivocado, como cuando está a mitad de camino, se rompe el flujo.
Cada parte de la costa tiene su propia frecuencia de resonancia determinada por su forma, ancho y profundidad, dice Haigh. Cuanto más cerca esté la frecuencia de resonancia inherente de un área al ciclo de mareas de la luna (12,42 horas), más grandes serán las mareas.
La frecuencia de resonancia de la Bahía de Fundy es de alrededor de 12,5 horas, lo que explica sus gigantescas mareas. Sin embargo, la subida del nivel del mar puede acercar o alejar la frecuencia de resonancia de un área del ciclo de la luna, cambiando su rango de marea local y su viabilidad para la energía de las mareas.
En este momento, la energía de las mareas está lejos de ser una parte masiva de la combinación energética mundial. Pero el campo está creciendo y, a medida que lo hace, podría ser difícil elegir las ubicaciones ideales para las turbinas, en particular aquellas que se mantienen ideales a largo plazo. Para evitar esto, Khojasteh dice que debería haber más inversión para hacer operaciones de energía de las mareas más pequeñas y transportables. “De lo contrario, será una gran inversión de capital desperdiciada”.
La investigación se ha publicado en la revista Energy: Sea level rise changes estuarine tidal stream energy
