Energía undimotriz: el sistema que aprovecha el movimiento de las olas

energía undimotriz
Manuel Juárez Pérez, Ingeniero de Desarrollos Renovables en Cuerva
Escrito el 13 de julio de 2023
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La energía undimotriz, una forma de energía renovable marina, presenta un gran potencial para ser desarrollada en un futuro libre de emisiones perjudiciales para el medio ambiente.

Los océanos brindan un enorme potencial energético, y España, con 8.000 kilómetros de costa, tiene un gran potencial para aprovecharlo. En este sentido, a través de distintas tecnologías, la energía de las olas, conocida como energía undimotriz, puede transformarse en electricidad para contribuir a satisfacer la demanda energética con fuentes renovables.

Sin ir más lejos, el país ya cuenta con algunas instalaciones de energía undimotriz ―en el País Vasco, Islas Baleares o Valencia hay proyectos en marcha o planteados para los próximos años― que aprovechan el movimiento de la superficie del agua marina como recurso renovable para la generación de energía eléctrica. Si quieres saber cómo funciona la energía de las olas y cuáles son sus ventajas o desventajas, te lo contamos todo a continuación.

Energía undimotriz: ¿Qué es y cómo se obtiene?

La energía undimotriz o energía de las olas se basa en el aprovechamiento de la energía producida por el movimiento ondulatorio de la superficie del agua del mar, el cual es resultado del viento que incide sobre ella. Este tipo de energía transforma la energía cinética y el potencial de las olas marinas en electricidad. Dicha energía se puede aprovechar por el empuje de la ola o por las variaciones en su altura o en la presión bajo la superficie.

Cabe mencionar que, además de la energía undimotriz, hay cinco tecnologías de energías del mar u oceánicas que se diferencian de la energía de las olas por el aprovechamiento energético que hacen de esta fuente inagotable.

De este modo, no hay que confundir la energía undimotriz con:

  • La energía de las corrientes marinas: obtiene electricidad a partir del aprovechamiento de la energía cinética contenida en las corrientes marinas.
  • La energía de la amplitud de mareas o mareomotriz: aprovecha el ascenso y descenso del agua marina por la acción gravitatoria de la luna y el sol.
  • La energía de gradiente térmico o maremotérmica: genera electricidad a partir de la diferencia de temperaturas que hay entre las aguas superficiales y las del fondo marino.
  • La energía de gradiente salino o azul: es la energía que se obtiene a partir de procesos de ósmosis, aprovechando la diferencia en la concentración de sal entre el agua del mar y de los ríos.

Tipos de sistemas de energía undimotriz

Existen múltiples tipos de dispositivos o convertidores de energía undimotriz, en función de su ubicación, del aprovechamiento que hace de la energía, del tamaño y la orientación respecto al oleaje y del principio de captación del mismo.

Según su ubicación y anclaje

Atendiendo a su ubicación, se puede distinguir entre:

  • Dispositivos en línea costera (onshore): situados hasta los 10 metros de profundidad en rompeolas, diques, acantilados rocosos o apoyados sobre el suelo o lecho marino.
  • Dispositivos en aguas poco profundas (nearshore): se ubican cerca de la costa, entre 10 y 40 metros. No precisan de sistemas de anclaje, dado que suelen apoyarse en el lecho marino, aunque también los hay flotantes.
  • Dispositivos en aguas profundas (offshore): se sitúan lejos de la orilla, a más de 40 metros. Pueden estar sobre el agua o ser de anclaje fijo al suelo marino.

Según el aprovechamiento de la energía:

Convertidores pasivos: de estructura fija y que no pueden ser movidos por el oleaje.

Convertidores activos: en flotación sobre la superficie del mar.

Según su orientación y tamaño

En función de la orientación y tamaño, se clasifican en:

  • Absorbedores puntuales: la longitud del sistema tipo boya es de un orden de magnitud inferior a la longitud de onda. Con simetría axial, captan olas de cualquier dirección.
  • Atenuadores: son del mismo orden de magnitud o superior que la longitud de onda y se colocan en paralelo a la onda incidente, en la dirección del oleaje.
  • Totalizadores o terminadores: de dimensiones similares a los atenuadores, se orientan en perpendicular a la onda.

Según el principio de captación

En función del principio de captación de la energía de las olas, se pueden clasificar en:

  • Columna de agua oscilante: la OWC (por sus siglas en inglés de Oscillating Water Column) se instala en la línea de costa, en escolleras o en plataformas flotantes. De esta manera, una masa de aire comprimido, empujada por las olas, mueve las turbinas para generar energía eléctrica.
  • Dispositivos flotantes: uno o varios cuerpos sobre el agua oscilan con las olas verticalmente (el modo más habitual, tipo boya). El movimiento entre las dos partes del dispositivo transforma la energía mecánica de la ola en electricidad.
  • Dispositivos sumergidos: son dispositivos semi-sumergidos o sumergidos de oscilación vertical y de impacto o articulación respecto al fondo que utilizan las diferencias de presión entre las crestas y depresiones para mover la turbina.

Ventajas y desventajas de la energía undimotriz

Comprender las ventajas y desventajas de la energía undimotriz es esencial para evaluar su viabilidad como una fuente de energía sostenible, con el fin de contribuir a la transición hacia un futuro energético más limpio y resiliente.

Por esta razón, a continuación, examinamos sus beneficios, así como los desafíos o limitaciones asociados a este tipo de energía:

Ventajas

Entre las ventajas más destacadas de este tipo de energía, podemos señalar las siguientes:

  • Fuente inagotable: según datos de National Geographic, los océanos ocupan más del 70% de la superficie del planeta, lo que supone una amplia disponibilidad de este recurso energético. Además, a diferencia de los combustibles fósiles, las olas siempre están presentes en los océanos, garantizando prácticamente un flujo constante de energía renovable.
  • Energía limpia: la energía undimotriz no emite gases de efecto invernadero, por lo que hablamos de una energía limpia que, además, puede complementarse con otras fuentes de energía, como la eólica o la solar.
  • Versatilidad: existe un amplio abanico de dispositivos de tecnología undimotriz, lo que proporciona una gran versatilidad para producir energía eléctrica.
  • Previsibilidad: a diferencia de otras fuentes de energía, se pueden pronosticar las olas. De este modo, es posible calcular la cantidad de electricidad que se puede producir, con el fin de garantizar un suministro constante.

Desventajas

En la otra cara, entre los principales inconvenientes de la energía undimotriz, cabría mencionar lo siguiente:

  • Tecnología en fase temprana de desarrollo: si bien tiene un gran potencial de eficiencia ―pudiendo generar grandes cantidades de energía tanto de día como durante la noche―, del total de dispositivos conectados a la red hasta la fecha, más del 75% presenta aún potencias bajas, de alrededor de 20 kW, según datos del Ministerio para la Transición Ecológica (MITECO).
  • Alta inversión: la energía undimotriz requiere de una gran inversión para su estudio y el despliegue de infraestructuras. No obstante, se prevé una notable reducción de los costes en instalación, conexión a red y desarrollo. En este sentido, si bien en 2015 el coste nivelado de la energía de las olas oscilaba entre 470 y 1400 €/MWh, se espera que alcance los 200 €/MWh para 2025 y los 150 €/MWh para 2030*. 
*Fuente: JRC 2020 - ETRI 2014 (Tsiropoulos et al. 2018).

  • Posible impacto negativo en el entorno: en su planificación, se ha de tener en cuenta el eventual impacto visual en el paisaje costero, así como en el tráfico marítimo y en la seguridad de la navegación.

Países que apuestan por aprovechar la energía de las olas

Algunos ejemplos de proyectos de energía undimotriz que están en marcha o sobre la mesa y podemos destacar son la instalación de Wave Swell Energy frente a la costa de King Island, en Australia, o la planta Limpet en Escocia, basada en la tecnología de columna de agua oscilante, el mismo sistema usado en Sakata (Japón), las Azores (Portugal) o en la planta española de Mutriku, en el País Vasco.

La planta de energía undimotriz española de Mutriku es un proyecto pionero al ser la primera instalación del mundo en inyectar a la red energía de las olas. Desde que se inaugurase en 2011, esta planta, de 296 kW, funciona de manera ininterrumpida, siendo la más longeva y la que más electricidad ha producido.

Sin embargo, por su aportación a la generación en el país, también cabe mencionar las instalaciones de Galicia, Málaga y Canarias, sin olvidar las nuevas plantas en Mallorca o Valencia.

El plan EuropeWave

La Comisión Europea (CE) ha propuesto entre sus objetivos alcanzar los 100 MW de energía oceánica en 2025 y, como mínimo, 1 GW para 2030. El innovador proyecto EuropeWave tiene como desafío avanzar en el desarrollo de sistemas convertidores de la energía de las olas rentables, competitivos y sostenibles para la generación de electricidad.

EuropeWave es el programa de I+D para la tecnología de la energía de las olas. Se trata de una colaboración entre Wave Energy Scotland, la Agencia Vasca de la Energía y Ocean Energy Europe para sentar las bases para la tecnología de la energía undimotriz. El proyecto, que se desarrollará entre enero de 2021 y mayo de 2026, está financiado por el programa Horizonte 2020 de la Unión Europea y alineado tanto con las metas planteadas por la CE como con los objetivos de descarbonización del Pacto Verde Europeo.

En este sentido, ya existe un acuerdo entre Escocia y España, con una inversión de casi 23 millones de euros, para la compra pública de energía de dispositivos captadores de la energía undimotriz.

Y es que, si bien la energía de las olas es una renovable joven, relativamente nueva, lo que hace que sea aún costosa y que plantee dificultades técnicas, en nuestro país, este tipo de energía «dispone de recurso de gran calidad para su viabilidad y desarrollo», señala el MITECO-IDAE en su Hoja de Ruta para el desarrollo de las Energías del Mar. Asimismo, a nivel mundial, el potencial teórico de la energía de las olas ronda los 29.500 TWh anuales.

La energía undimotriz, con casi 340.000 kilómetros de costa en la Tierra, es una fuente renovable prometedora para un planeta climáticamente neutro. Sin duda, desempeña un papel significativo en la diversificación y estabilización del “mix energético”, necesario para garantizar la transición energética.

En Cuerva sabemos que la sostenibilidad no es una promesa de futuro. Por eso, trabajamos por un modelo de consumo energético sostenible y ecológico, apostando por la energía limpia. Con 80 años de experiencia, somos expertos en tecnologías renovables: hidráulica, eólica y solar fotovoltaica.

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Sobre el autor

Manuel Juárez Pérez, Ingeniero de Desarrollos Renovables en Cuerva
Manuel Juárez Pérez es Ingeniero Técnico Industrial en el departamento de Desarrollos de Generación en Cuerva. Incorporado a Cuerva en abril de 2022, analiza la prefactibilidad técnica de los posibles proyectos renovables. Además, da apoyo en el seguimiento y control de la tramitación de los proyectos y de la contratación de terrenos.
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