Energía mareomotriz y de las olas: Aprovechando el poder del océano

Los océanos del mundo cubren aproximadamente el setenta y uno por ciento de la superficie terrestre y contienen una enorme reserva de energía cinética y potencial en forma de mareas, olas, corrientes y gradientes térmicos. Esta energía oceánica — impulsada por la atracción gravitacional de la luna y el sol (en el caso de las mareas), por el viento que transfiere energía a la superficie del agua (en el caso de las olas) y por el calentamiento solar de las aguas superficiales (en el caso de los gradientes térmicos) — representa uno de los recursos de energía renovable más desaprovechados del planeta. Las estimaciones teóricas del potencial técnicamente explotable de la energía oceánica a nivel global se miden en miles de teravatios-hora por año — muchas veces el consumo eléctrico global actual — sin embargo, a mediados de la década de 2020, la energía oceánica contribuye menos del uno por ciento de la generación eléctrica mundial.

El lento desarrollo de la energía oceánica en comparación con la eólica y la solar refleja los extraordinarios desafíos de ingeniería que implica desplegar, operar y mantener maquinaria en el entorno marino. El océano es quizás el entorno más hostil de la tierra para los equipos mecánicos y eléctricos: el agua de mar corrosiva y la bioincrustación atacan los materiales y las superficies; las olas y las marejadas ciclónicas imponen cargas dinámicas muy superiores a las que experimenta cualquier estructura terrestre; los cables y las cimentaciones deben diseñarse para décadas de servicio en el lecho marino; y el acceso para el mantenimiento es difícil y costoso, especialmente en las poderosas corrientes de marea y en las condiciones de oleaje expuesto del Atlántico donde se encuentran los mejores recursos. Las máquinas que aprovecharán comercialmente la energía oceánica deben ser lo suficientemente robustas para sobrevivir a condiciones que han hundido barcos y destruido estructuras, al tiempo que se mantienen económicamente competitivas con la energía eólica y solar, cuyos costos han caído drásticamente en las últimas décadas.

A pesar de estos desafíos, la energía mareomotriz — en particular la tecnología de presas de marea en sitios con rangos de marea excepcionales — ha demostrado viabilidad comercial desde la década de 1960. La presa mareomotriz de La Rance en Bretaña, Francia, que ha generado electricidad de forma continua desde 1966, sigue siendo la demostración más duradera del mundo de la energía mareomotriz y ha producido más electricidad del océano que cualquier otra instalación en la historia. Una nueva generación de turbinas de corriente de marea — dispositivos submarinos análogos a las turbinas eólicas pero impulsados por corrientes de marea en lugar de viento — están demostrando viabilidad comercial en sitios con fuertes flujos de marea en Escocia, Canadá, Francia y otros lugares.

La energía undimotriz, a pesar de décadas de investigación y cientos de conceptos de dispositivos, sigue en la etapa de desarrollo precomercial, sin que ninguna tecnología haya demostrado aún la escala y la economía necesarias para su despliegue generalizado. La historia de la energía undimotriz está plagada de dispositivos prometedores que fallaron las pruebas estructurales, resultaron más costosos de lo proyectado o fueron abandonados cuando se agotó el financiamiento — sin embargo, la física fundamental de la extracción de energía undimotriz es bien conocida, y el recurso es enorme. Los desafíos tecnológicos y económicos de la energía undimotriz son reales pero no necesariamente insuperables.

La conversión de energía térmica oceánica (OTEC, por sus siglas en inglés) — que utiliza la diferencia de temperatura entre las cálidas aguas superficiales tropicales y las frías aguas profundas para impulsar un motor térmico — y la energía osmótica (que utiliza la diferencia de salinidad entre el agua dulce y el agua salada) representan formas adicionales de energía oceánica que han sido demostradas pero aún no comercializadas.

La física de las mareas: fuerzas gravitacionales y rangos de marea

Las mareas — el ascenso y descenso del nivel del mar dos veces al día (en la mayoría de los lugares) — son impulsadas por la atracción gravitacional de la luna y, en menor medida, del sol sobre los océanos de la tierra. La atracción gravitacional de la luna crea dos protuberancias en el océano — una en el lado de la tierra que mira hacia la luna y otra en el lado opuesto — a través de las cuales la tierra en rotación avanza, produciendo dos mareas altas por día. El efecto gravitacional del sol sobre las mareas es aproximadamente el cuarenta y seis por ciento del de la luna.

Cuando la luna, el sol y la tierra están alineados (en luna nueva y luna llena), los efectos gravitacionales del sol y la luna se combinan para producir mareas vivas — las mareas más altas y las mareas más bajas del ciclo lunar. Cuando la luna forma un ángulo recto con la línea tierra-sol (en los cuartos de luna), los efectos gravitacionales se cancelan parcialmente, produciendo mareas muertas — rangos de marea más pequeños. La diferencia entre las mareas vivas y las mareas muertas puede ser sustancial, variando aproximadamente de dos a uno en el rango de marea entre las condiciones de mareas vivas y mareas muertas.

El rango de marea real en un lugar específico depende no solo de los factores astronómicos, sino también de la geometría de la cuenca oceánica, la forma de la línea costera y las propiedades resonantes de los puertos y estuarios. Cuando el período de resonancia natural de un estuario o bahía coincide con el período de la marea, se produce una amplificación de la marea — generando rangos de marea mucho mayores que el rango de marea en aguas profundas de aproximadamente cincuenta centímetros. La Bahía de Fundy entre Nueva Escocia y Nuevo Brunswick, Canadá, y el Estuario del Severn entre Inglaterra y Gales son los dos ejemplos más famosos de este efecto de amplificación.

La Bahía de Fundy tiene el mayor rango de marea del mundo — aproximadamente quince a dieciséis metros en las mareas vivas máximas en la cabecera de la Bahía Chignecto. La resonancia de marea de la Bahía de Fundy es casi perfecta: el tiempo que tarda una ola de marea en viajar desde la boca de la bahía hasta su cabecera y regresar es de aproximadamente doce horas y veinticuatro minutos — casi exactamente el período del ciclo de marea semidiurno (dos veces al día). Esta resonancia casi perfecta amplifica la marea astronómica desde un rango en aguas profundas de aproximadamente cincuenta centímetros hasta los espectaculares rangos de quince metros que se observan en Moncton y Truro en la cabecera de la bahía. La energía en este flujo de marea es extraordinaria: las mareas de la Bahía de Fundy mueven aproximadamente ciento cuarenta mil millones de toneladas de agua en cada ciclo de marea — más que el flujo combinado de todos los ríos del mundo.

El Estuario del Severn entre Inglaterra y Gales tiene el segundo mayor rango de marea del mundo, con un rango máximo de marea viva de aproximadamente catorce a quince metros en Chepstow. El gran rango de marea del Estuario del Severn refleja tanto las mareas astronómicas como la forma de embudo del estuario, que concentra la energía de la marea a medida que se propaga hacia el interior. El Severn ha sido identificado durante más de un siglo como de extraordinario potencial de energía mareomotriz, y numerosas propuestas de presas de marea en el Severn han sido desarrolladas, presupuestadas y debatidas sin ser construidas.

Otros lugares con rangos de marea excepcionales incluyen: el Estuario del Rance en Bretaña, Francia (rango de marea de aproximadamente trece metros, sede de la primera presa de marea del mundo); la Cuenca de Minas en la Bahía de Fundy (aproximadamente dieciséis metros); el Firth of Pentland entre el territorio continental de Escocia y Orkney (fuertes corrientes de marea, no apto para presas pero excelente para turbinas de corriente de marea); el Cook Inlet en Alaska (rangos de marea de aproximadamente nueve a diez metros); y la costa de Kimberley en el noroeste de Australia (rangos de marea de aproximadamente diez metros).

Molinos de marea antiguos

El uso de la energía mareomotriz para moler granos y otras aplicaciones mecánicas precede a la era industrial por muchos siglos. Los molinos de marea — ruedas hidráulicas o turbinas posteriores impulsadas por el flujo del agua de marea — aprovechaban el predecible ascenso y descenso de las mareas para accionar las muelas, sin necesidad de ríos con corriente ni vientos fiables.

Un molino de marea funciona con un principio sencillo: un estanque de molienda o depósito se llena durante la marea entrante (flujo) a través de compuertas de esclusa que se abren automáticamente cuando la presión del agua exterior supera la presión interior. Cuando la marea cambia y comienza a bajar, las compuertas de esclusa se cierran, reteniendo el agua en el estanque de molienda al nivel de la marea alta. A medida que la marea baja, una abertura controlada en la presa libera el agua del estanque a través de una rueda hidráulica o turbina, que impulsa las muelas. El molino puede funcionar durante varias horas alrededor de la marea baja, cuando la diferencia de nivel entre el estanque y el mar es mayor.

Los molinos de marea más antiguos documentados en Europa datan del siglo XI d. C., aunque algunos académicos creen que los molinos de marea pueden haber estado en uso ya en el siglo VI en Irlanda. El Libro Domesday de 1086, compilado para Guillermo el Conquistador, registra molinos de marea en varios lugares de la costa inglesa, incluyendo Dover. Los molinos de marea medievales han sido identificados y excavados en el Monasterio de Nendrum en Strangford Lough en el condado de Down, Irlanda del Norte (con una antigüedad de aproximadamente 787 d. C., uno de los más antiguos conocidos), en Eling en Hampshire, Inglaterra (todavía en funcionamiento como un molino histórico activo), y en numerosos lugares de Bretaña, Normandía, la costa atlántica española y el Algarve portugués. La línea costera de Inglaterra e Irlanda albergó cientos de molinos de marea en el período medieval.

Los molinos de marea medievales técnicamente más sofisticados utilizaban diseños de doble acción que podían aprovechar la energía tanto de las mareas entrantes como de las salientes, reduciendo el tiempo de inactividad. Algunos molinos de marea incorporaban estanques de almacenamiento y múltiples muelas para maximizar el aprovechamiento de la energía mareomotriz disponible. En Bretaña, donde los rangos de marea de diez a trece metros proporcionaban diferencias de nivel excepcionales, los molinos de marea estaban entre los más productivos de la Francia medieval.

La costa de Nueva Inglaterra en América del Norte albergó molinos de marea desde el período colonial temprano, aprovechando los rangos de marea de cuatro a cinco metros de la Bahía de Massachusetts y el Long Island Sound. El molino de marea más antiguo que sobrevive en América del Norte es el Peirce Mill en Washington D. C., que data de aproximadamente 1820, aunque molinos anteriores de la era colonial están documentados en registros históricos.

La Rance: la primera central de energía mareomotriz del mundo

La Central Mareomotriz del Rance (Usine marémotrice de la Rance) en Bretaña, Francia, es la primera central de energía mareomotriz de gran escala del mundo y la demostración más duradera de la viabilidad práctica de la energía mareomotriz. Inaugurada en noviembre de 1966 tras aproximadamente seis años de construcción, La Rance ha operado de forma continua durante casi sesenta años, generando electricidad a partir del extraordinario rango de marea del Estuario del Rance — uno de los más altos del mundo, con rangos de marea viva de aproximadamente trece metros.

La presa del Rance es una presa de mil metros a través de la desembocadura del estuario del río Rance, situada a aproximadamente tres kilómetros de la ciudad de Saint-Malo. La presa alberga veinticuatro unidades de turbina-generador tipo bulbo de 10 megavatios (cada una contenida en un tubo horizontal, o "bulbo", a través del cual fluye el agua) que pueden generar electricidad tanto en las mareas entrantes como en las salientes, dando a la planta una capacidad instalada total de 240 megavatios. Cada turbina también puede funcionar como bomba, usando electricidad para mover agua en contra del gradiente de marea para optimizar el momento y la magnitud de la generación — una forma de almacenamiento por bombeo que permite a los operadores desplazar la generación a períodos de mayor demanda eléctrica.

El desarrollo de La Rance fue impulsado por Électricité de France (EDF), la empresa eléctrica estatal francesa, y por el pionero ingeniero francés Robert Gibrat, quien había propuesto explotar el rango de marea del Rance ya en la década de 1940. La construcción requirió el extraordinario paso de represar temporalmente el Estuario del Rance — aislándolo del mar — para permitir la construcción de la presa en condiciones de tierra firme. Esto se logró mediante ataguías y comenzó en 1963. El período de construcción demostró muchos de los desafíos de ingeniería que implica construir en un entorno de marea, incluyendo los efectos corrosivos del agua de mar en el equipo de construcción y las dificultades logísticas de trabajar en un estuario sujeto a oscilaciones de marea de trece metros.

La Rance produce aproximadamente quinientos a seiscientos gigavatios-hora de electricidad por año — suficiente para abastecer a aproximadamente doscientos mil hogares. La presa también ha servido como puente de carretera que conecta Saint-Malo con Dinard, proporcionando infraestructura de uso múltiple que compensa en parte el costo de capital. El costo de capital del proyecto ha sido recuperado desde hace mucho tiempo, y La Rance genera electricidad a uno de los costos más bajos de cualquier central eléctrica en Francia — un testimonio del atractivo económico de la energía mareomotriz en sitios excepcionales una vez que los costos iniciales de construcción son amortizados.

Los impactos ambientales de la presa de La Rance han sido estudiados minuciosamente a lo largo de las décadas. La presa alteró significativamente la ecología del Estuario del Rance: el hábitat de marismas intermareales y bancos de arena del estuario antes de la presa fue transformado por el régimen de mareas alterado, reduciendo el rango de mareas dentro del estuario de aproximadamente trece metros a aproximadamente cuatro metros y alterando permanentemente la distribución de sedimentos y nutrientes. Algunas especies disminuyeron (en particular las dependientes de la arena), mientras que otras se adaptaron o colonizaron el nuevo hábitat. La evaluación a largo plazo es que la presa cambió significativamente — pero no devastó — el ecosistema del estuario, y el estuario sigue siendo un entorno productivo y ecológicamente activo.

Lago Sihwa: la mayor central de energía mareomotriz del mundo

La Central Mareomotriz del Lago Sihwa en Corea del Sur superó a La Rance como la mayor central de energía mareomotriz del mundo cuando fue puesta en servicio en agosto de 2011, con una capacidad instalada de 254 megavatios. La instalación de Sihwa utiliza el muro marino existente del Lago Sihwa — un dique construido en 1994 para crear un depósito agrícola en terrenos ganados al mar al sur de Incheon — como estructura de la presa, con diez unidades de turbina-generador de flujo axial de 25,4 megavatios instaladas en las aberturas de las esclusas en el muro marino.

El proyecto Sihwa surgió de un problema ambiental más que de una ambición energética. Después de que el muro marino fue construido en 1994, el lago resultante quedó gravemente contaminado — los flujos de agua dulce provenientes de las tierras industriales y agrícolas circundantes sin un lavado de marea adecuado crearon condiciones anóxicas (deficientes en oxígeno) y floraciones de algas que amenazaron la ecología del estuario. Se tomó la decisión de restaurar el lavado de marea operando las compuertas de esclusa para permitir la entrada de agua de mar, y se aprovechó la oportunidad para añadir turbinas a las compuertas de esclusa para generar electricidad a partir del flujo de marea. El proyecto Sihwa es, por tanto, un proyecto de remediación ambiental que también genera electricidad — aproximadamente quinientos cincuenta gigavatios-hora por año — como subproducto.

La experiencia de Sihwa ilustra un principio importante: las instalaciones de energía mareomotriz funcionan mejor cuando se integran con otras infraestructuras costeras (carreteras, puertos, muros marinos) que pueden compartir el costo de capital de la estructura civil marina. La construcción de presas de marea dedicadas exclusivamente a la generación de energía requiere rangos de marea muy altos (típicamente seis metros o más) para ser económicamente competitivas, pero la instalación de turbinas en estructuras costeras existentes es sustancialmente más rentable.

Turbinas de corriente de marea: las turbinas eólicas submarinas

La energía de corriente de marea — extracción de energía a partir de la energía cinética de las corrientes de marea en flujo, análoga a como una turbina eólica extrae energía del aire en movimiento — ha surgido como una tecnología distinta de las presas de marea y ofrece características diferentes: no requiere represar un estuario, tiene una menor huella ambiental, puede desplegarse en muchos lugares con fuertes flujos de marea, pero también enfrenta diferentes desafíos de ingeniería relacionados con la operación completamente sumergida en corrientes de marea de alta velocidad.

Una turbina de corriente de marea se asemeja a una turbina eólica en su configuración fundamental: un rotor con palas en forma de perfil hidrodinámico montado en un eje horizontal o vertical, que convierte la energía cinética del agua en flujo en energía mecánica rotatoria que impulsa un generador eléctrico. La física es análoga a la de las turbinas eólicas, con el límite de Betz (fracción máxima extraíble de energía cinética = dieciséis veintisieteava partes, o aproximadamente el 59,3 por ciento) aplicándose igualmente a las turbinas de marea. Sin embargo, dado que el agua es aproximadamente ochocientas veces más densa que el aire, un rotor de turbina de marea de un diámetro determinado puede extraer mucha más energía de una velocidad de flujo dada que una turbina eólica del mismo tamaño — una turbina de marea de cinco metros de diámetro en una corriente de dos metros por segundo produce aproximadamente la misma energía que una turbina eólica de treinta metros de diámetro con un viento de diez metros por segundo.

La tecnología de corriente de marea más avanzada comercialmente a mediados de la década de 2020 se está desplegando en el proyecto MeyGen en el Firth of Pentland entre el territorio continental de Escocia y las Islas Orcadas — una de las corrientes de marea más poderosas del mundo. El Firth of Pentland experimenta corrientes de marea de tres a cuatro metros por segundo durante las mareas vivas, llevando aproximadamente setenta gigavatios de energía a través del canal — uno de los entornos marinos más energéticos del mundo. La Fase 1A del proyecto MeyGen, operado por Simec Atlantis Energy, instaló cuatro turbinas de corriente de marea Atlantis Resources AR1500 de 1,5 megavatios en el lecho marino del Inner Sound del Firth of Pentland, con la primera turbina generando electricidad en noviembre de 2016. El conjunto de turbinas de MeyGen ha demostrado posteriormente generación sostenida durante múltiples años, proporcionando valiosos datos operativos para la industria de corriente de marea.

Orbital Marine Power (anteriormente Scotrenewables Tidal Power) ha desarrollado una turbina de corriente de marea flotante — la Orbital O2 — que está anclada en corrientes de marea y cuenta con dos turbinas montadas en brazos extensibles por debajo de la línea de flotación. La O2, con una capacidad de dos megavatios y un diámetro de rotor de veinte metros, fue desplegada en la corriente de marea Fall of Warness frente a Orkney en 2021 y ha estado generando electricidad para la red de Orkney. La configuración flotante permite el despliegue en aguas más profundas que las turbinas montadas en el lecho marino y facilita el acceso para el mantenimiento.

Sabella, una empresa francesa de energía mareomotriz, ha desplegado la turbina de marea D10 (un megavatio) en el Paso de Fromveur entre la isla de Ushant y el territorio continental de Bretaña — una de las corrientes de marea más fuertes de Francia — conectándola a la red eléctrica de la isla de Ushant. Ushant está usando la turbina de marea para reducir su dependencia de la generación diésel, demostrando el potencial de la tecnología de corriente de marea para la electrificación de islas.

Nova Innovation, una empresa escocesa, opera un pequeño conjunto de turbinas de marea en el canal de marea Bluemull Sound en las Islas Shetland, proporcionando energía mareomotriz a la red local y demostrando que los pequeños conjuntos de turbinas de marea pueden operar de manera confiable en un entorno real. Las turbinas de Nova, en funcionamiento continuo desde 2016, han acumulado horas operativas sustanciales y han demostrado bajos requisitos de mantenimiento.

La industria de corriente de marea enfrenta importantes desafíos para su comercialización. El alto costo de las obras civiles marinas (instalación, tendido de cables, preparación del lecho marino), la necesidad de embarcaciones marinas especializadas para la instalación y el mantenimiento, y la menor escala de los despliegues actuales en comparación con las granjas eólicas y solares maduras han mantenido los costos de la energía de corriente de marea por encima de los de las energías renovables competidoras. La reducción de costos a partir de las curvas de aprendizaje tecnológico, la producción en serie de componentes de turbinas y la mejora de la eficiencia de instalación son necesarias para llevar los costos de la corriente de marea a niveles comercialmente competitivos. El esquema de contratos por diferencias del gobierno del Reino Unido para "tecnologías innovadoras y menos establecidas" ha proporcionado un modesto apoyo a los proyectos de corriente de marea, y SIMEC Atlantis Energy, Orbital Marine y Nova Innovation han continuado desarrollando la tecnología a pesar de las difíciles condiciones económicas.

La Central de Annapolis Royal y el potencial mareomotriz de América del Norte

La Central Generadora de Annapolis Royal en Nueva Escocia, Canadá, fue la primera central de energía mareomotriz en América del Norte y una de las pocas centrales de presa de marea en el mundo. Construida en 1984 y operada por Nova Scotia Power, la central de Annapolis Royal utiliza la cuenca natural de Annapolis Royal en el río Annapolis, donde el rango de marea de la Bahía de Fundy crea diferencias de nivel de agua de aproximadamente cinco a seis metros. Una sola turbina-generador Straflo (de flujo recto) de veinte megavatios está alojada en una estructura de esclusa de concreto en el terraplén a través del río Annapolis, generando aproximadamente cincuenta megavatios-hora por año.

La central de Annapolis Royal ha operado de manera confiable desde 1984, pero fue cerrada permanentemente en 2019 después de que se comprobó que la turbina dañaba a la población en peligro de extinción de la anguila americana que utiliza el río Annapolis como corredor de migración. El cierre ilustró la tensión entre el desarrollo de energía renovable y la protección ecológica que también ha limitado las propuestas de mayores desarrollos de energía mareomotriz en la Bahía de Fundy.

El extraordinario recurso mareomotriz de la Bahía de Fundy — con rangos de marea récord en el mundo y una energía teórica en el flujo de marea de aproximadamente ciento sesenta gigavatios — ha atraído numerosas propuestas de desarrollo de energía mareomotriz durante el último siglo. El Centro de Investigación de Energía Oceánica de Fundy (FORCE) en el Paso de Minas cerca de Parrsboro, Nueva Escocia, es un sitio de pruebas en alta mar para la tecnología de turbinas de corriente de marea, donde varias empresas han probado dispositivos en los flujos de marea más altos del mundo. OpenHydro (una empresa irlandesa ya desaparecida), Atlantis Resources y otras empresas probaron turbinas en FORCE, proporcionando datos operativos pero también sufriendo fallas estructurales en las condiciones extremas.

Los desafíos de ingeniería del Paso de Minas son genuinamente severos: corrientes de marea de cuatro a cinco metros por segundo, combinadas con olas de tormenta, hielo y turbulencia extrema, imponen cargas estructurales muy superiores a las que se encuentran en la mayoría de los sitios en alta mar. Varios dispositivos desplegados en FORCE sufrieron fallas estructurales — palas de turbina rotas por escombros arrastrados en el flujo de marea, fallas en los amarres y daños estructurales por la turbulencia extrema — demostrando la dificultad de operar en el entorno de marea más extremo del mundo.

La física de las olas oceánicas y el potencial de energía undimotriz

Las olas superficiales del océano son generadas por el viento que transfiere energía a la superficie del agua a través de la fricción y las variaciones de presión. Cuando el viento sopla sobre el océano, crea pequeñas ondas que se convierten en oleaje incipiente y luego en olas, a medida que el viento continúa transfiriendo energía. Las olas pueden viajar miles de kilómetros a través del océano con una pérdida de energía relativamente pequeña, llevando la energía de tormentas distantes a costas lejanas — el poderoso oleaje atlántico que golpea las costas de Irlanda, Escocia, Portugal y Marruecos lleva energía transferida de tormentas en el Atlántico Norte y Sur.

El contenido energético de las olas oceánicas es proporcional al cuadrado de la altura de la ola y al período de la ola (el tiempo entre olas sucesivas). Una altura significativa de ola de tres metros (una medida de la altura promedio del tercio más alto de las olas en un estado del mar determinado) con un período de diez segundos lleva aproximadamente treinta a cuarenta kilovatios de potencia por metro de cresta de ola — lo que significa que un tramo de costa de un kilómetro de ancho recibe treinta a cuarenta megavatios de energía undimotriz continua. La energía undimotriz es más intensa en las costas occidentales de las cuencas oceánicas a latitudes templadas, donde los vientos del oeste predominantes impulsan las olas a través de amplias extensiones de océano abierto. Las costas atlánticas de Irlanda, Escocia, Portugal, España y Marruecos, las costas del Pacífico de Oregón y Washington, Chile, Nueva Zelanda y Australia Occidental, y las costas del océano austral de Sudáfrica y Australia se encuentran entre las costas con mayor energía de olas del mundo.

El recurso de energía undimotriz técnicamente explotable a nivel global ha sido estimado por la Agencia Internacional de Energía y otras organizaciones en aproximadamente dos mil a cuatro mil teravatios-hora por año — varias veces mayor que el consumo eléctrico global actual. Sin embargo, este recurso teórico está distribuido a lo largo de vastas extensiones de costa a menudo remota, y extraerlo económicamente requiere máquinas que puedan operar de manera confiable en el entorno marino, propenso a tormentas y corrosivo, durante décadas — un desafío que ha resultado más difícil de lo que el optimismo inicial de las décadas de 1970 y 1980 sugería.

Tecnología de energía undimotriz: dispositivos y conceptos

El desafío de la conversión de energía undimotriz ha inspirado una extraordinaria diversidad de conceptos de dispositivos, ya que ingenieros e inventores han buscado aprovechar la energía compleja, multidireccional, intermitente y a veces violenta de las olas oceánicas. A diferencia de la energía de presa de marea (que utiliza el simple mecanismo de una presa que crea una diferencia de nivel) o de la energía de corriente de marea (que utiliza una turbina directa en agua en flujo), la extracción de energía undimotriz puede lograrse a través de múltiples mecanismos físicos — presión oscilante, cabeceo (movimiento vertical), surgencia (movimiento horizontal), cabeceo y balanceo de cuerpos flotantes, y desbordamiento de superficies inclinadas — lo que lleva a una variedad mucho mayor de tipos de dispositivos.

Los dispositivos de columna de agua oscilante (OWC, por sus siglas en inglés) utilizan el ascenso y descenso del agua impulsado por las olas dentro de una cámara parcialmente sumergida para comprimir y descomprimir una columna de aire sobre el agua. La presión de aire oscilante impulsa una turbina — típicamente una turbina Wells, que tiene la propiedad especial de girar en la misma dirección independientemente de si el aire entra o sale de la cámara, lo que permite la generación continua durante las fases de compresión y descompresión del ciclo de ola. Los dispositivos OWC pueden construirse como estructuras fijas (rompe