La energía mareomotriz se enfrenta a un futuro incierto a medida que aumenta el nivel del mar
Hay una gran cantidad de energía escondida en el flujo y reflujo de las mareas. La energía de las mareas, generada principalmente por la gravedad de la luna, es más predecible que la energía eólica y se combina bien con la energía solar para generar electricidad por la noche cuando el sol se pone y la gente enciende sus computadoras, televisores y otros electrodomésticos. A nivel mundial, la energía de las mareas podría generar entre 150 y 800 teravatios hora de energía renovable por año, limitando más que la producción de energía de Canadá en 2022 a partir de combustibles eólicos, hidroeléctricos, nucleares, fósiles y otras fuentes combinadas.
Cuando se trata de energía mareomotriz, la ubicación lo es todo. Para generar energía, los generadores de energía mareomotriz requieren corrientes rápidas o grandes fluctuaciones en el nivel del mar entre mareas altas y bajas. Por ejemplo, la Bahía de Fundy en el Atlántico canadiense es un candidato ideal. La bahía ondula hasta 12 metros y tiene uno de los rangos de mareas más grandes del mundo.
Pero las corrientes y el rango de las mareas de un sitio, y el potencial para la generación de energía de las mareas, son un resultado complejo de múltiples factores, que incluyen el ancho, el largo y la forma de la cuenca, la afluencia del río y la altura del mar. Es esa última variable, el nivel del mar, la que podría descarrilar los planes de energía de las mareas del mundo.
En un artículo reciente, los científicos, incluido el experto en dinámica de fluidos Danial Khojasteh de la Universidad de Nueva Gales del Sur en Australia, muestran cómo el aumento del nivel del mar podría alterar la viabilidad de la energía de las mareas en todo el mundo, haciendo inútiles las ubicaciones principales actuales.
Khojasteh y sus colegas llegaron a esta conclusión después de modelar 978 estuarios hipotéticos diferentes con diferentes formas, rangos de mareas y tasas de aumento del nivel del mar, entre otros factores. Si bien ninguno de los estuarios se basa en una ubicación real, pueden ser «razonablemente representativos de la geometría de muchos estuarios de todo el mundo», dijo Hodgast.
Un total de 54 de los 978 estuarios teóricos tienen tasas de flujo lo suficientemente altas como para impulsar turbinas mareomotrices. En una simulación de un metro de aumento del nivel del mar, ese número se reduce a 47. Con un aumento del nivel del mar de 2 metros, el valor baja a 40 metros. Incluso en los estuarios que mantienen el potencial de energía de las mareas, en algunos lugares prácticos dentro del estuario, se produce movimiento donde el agua de mar fluye a la velocidad necesaria, dijo Hodgast.
El aumento del nivel del mar «desplazará, eliminará o creará nuevos puntos óptimos en todo el sistema», dijo Hodgast.
Esto puede ser un problema para aquellos que buscan instalar infraestructura de energía mareomotriz (equipo diseñado para durar décadas).
Robert Nicholls, un experto en aumento del nivel del mar de la Universidad de East Anglia en el Reino Unido, que no participó en el estudio, dijo que los grupos que buscan construir granjas de energía mareomotriz «no deberían hacerlo a ciegas». comprensión de lo que podría haber sucedido. «
Sin embargo, Nichols dijo que el aumento proyectado del nivel del mar puede no tener un impacto lo suficientemente grande como para impedir seriamente la energía de las mareas. Si bien es posible que veamos un aumento del nivel del mar de un metro para fines de siglo, dijo que las operaciones de energía de las mareas pueden no durar tanto. En Francia, por ejemplo, se espera que una operación prevista en Bretaña dure 25 años. Pero la central mareomotriz de La Rance ha estado en funcionamiento desde 1966 y todavía genera electricidad en la actualidad.
Sin embargo, la infraestructura energética a menudo se pone en servicio mucho más allá de su vida de diseño original. Al mismo tiempo, la energía de las mareas es muy sensible a los cambios en las condiciones del mar. Por ejemplo, la potencia de una turbina de flujo de marea es proporcional al cubo de la velocidad del agua, lo que significa que reducir la velocidad del agua a la mitad reduce la potencia de salida en un octavo. «La energía de las mareas es muy, muy sensible a estos cambios», dice el climatólogo Ivan Haigh de la Universidad de Southampton en el Reino Unido.
Al estudiar estos patrones más de cerca, Hodjast y sus colegas descubrieron que ciertos tipos de estuarios pueden retener mejor su potencial de energía de las mareas. Por ejemplo, las turbinas construidas en estuarios confluentes (cuerpos de agua estrechos tierra adentro) durarán más que las turbinas construidas río arriba en estuarios del mismo ancho. A medida que aumenta el nivel del mar, estas vías fluviales convergentes se estrechan más hacia el interior, proporcionando energía de las mareas en espacios más pequeños. Pero en general, el futuro de la energía mareomotriz será peor, incluso para los estuarios convergentes.
Según su propia investigación, Haig dijo que hay muchas otras formas en que el aumento del nivel del mar afecta las mareas. Dos grandes factores están cambiando la dualidad y la resonancia, dijo.
Un punto de marea es un lugar donde hay poca o ninguna amplitud de marea. Se forman en grandes cuerpos de agua, como el Mar del Norte, y en cuerpos de agua más pequeños, como la Bahía de Hudson en Canadá, donde las mareas lunares interactúan con la Tierra, que gira sobre su eje. Cerca del punto de doble marea, las mareas se mueven en un amplio círculo. El agua más profunda causada por el aumento del nivel del mar cambia el punto de doble marea, lo que hace que las costas cercanas se vean afectadas por diferentes mareas altas y bajas.
El siguiente factor, dice Hager, es la resonancia, familiar para cualquiera que haya empujado un swing. Cuando empuja a su hija, si el momento es el adecuado, ella irá más y más alto. Pero si él la empuja en el momento equivocado, como cuando está a mitad de la subida, interrumpe el flujo.
Cada parte de la costa tiene su propia frecuencia de resonancia, determinada por su forma, ancho y profundidad, dijo Hager. Cuanto más cerca esté la frecuencia de resonancia natural de una región del período de mareas de la Luna (12,42 horas), mayores serán las mareas. La frecuencia de resonancia de la Bahía de Fundy es de unas 12,5 horas, razón por la cual se producen sus enormes mareas. Sin embargo, el aumento del nivel del mar podría acercar o alejar la frecuencia de resonancia de una región del ciclo lunar, cambiando el rango de marea local y su viabilidad de energía de marea.
En la actualidad, la energía mareomotriz está lejos de convertirse en una parte importante de la estructura energética mundial. Pero el campo está evolucionando y, a medida que evoluciona, puede resultar difícil elegir las ubicaciones ideales para las turbinas, especialmente aquellas que se mantienen ideales con el tiempo. Para resolver este problema, dijo Hodjast, se debe invertir más en la construcción de proyectos de energía mareomotriz más pequeños y transportables. «De lo contrario, sería una gran pérdida de inversión de capital».
Esta historia se publicó originalmente en Hakai Magazine como parte de Covering Climate Now, una asociación mundial de periodismo para mejorar la narración de historias sobre el clima.
