Cosecha de Energía de las olas

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Manuel Falque

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Learning about Renewable Energy

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I Live in Canelones, Uruguay

ATLANTIC INTERNATIONAL UNIVERSITY

HONOLULU, HAWAI

Invierno, Septiembre 2016

Tabla de contenido

Temario        

Undimotriz u Olamotriz        

1 ¿Qué son las olas o que las crea?        

Categorización de las ondas marinas        

2 ¿Cómo se categorizan las olas?        

Influencia del viento en las olas        

3 ¿Cómo influye el viento en las olas?        

Comportamiento de un objeto en la mar        

4 ¿Tiene el mismo efecto un buque que el sistema Pelamis?        

Cálculo de la energía de las olas        

5 ¿Cómo se calcula la energía de una ola?        

Undimotriz en el futuro        

6 ¿Cuál es el futuro de la undimotriz en el mundo?        

Impacto ambiental        

7 ¿Qué impacto ambiental tiene?        

La inversión        

8 ¿Qué costes tiene la undimotriz?        

Dispositivos en el aprovechamiento de la undimotriz        

9 ¿Con qué sistemas contamos hoy en día?        

Predicción del oleaje        

10 ¿Qué importancia tiene la predicción del viento?        

Dispositivos de captación de energía de las olas        

11 ¿Cuáles son los dispositivos empleados?        

Limitaciones de los dispositivos        

12 ¿Qué limitaciones tienen los dispositivos?        

Bibliografía        

Temario

Undimotriz u Olamotriz

Al hablar de la undimotriz o también llamada Olamotriz, hablamos de la energía producida por las olas, pero:

1 ¿Qué son las olas o que las crea?

Causas de creación de las olas: 1º Viento 2º Movimiento sísmico 3º Tormentas 4º Atracción gravitacional

El ímpetu del oleaje depende de la fuerza del viento, de su duración y de la longitud actuante sobre la ola.

Existen 3 fuerzas restauradoras que ejercen sobre la ola que son: La fuerza de Coriolis (Rotación de la Tierra), fuerza gravitacional de la Tierra (Gravedad terrestre) y la tensión terrestre (Atracción terrestre) que opera solo en la superficie de la masa de los océanos y los mares.

De la misma forma existen 3 factores que crean el crecimiento de las olas:

Velocidad del viento, alcance del viento y la duración del viento.

“Simbolización del mar en situación de la altura de las olas.

0 Calma 0

1 Rizada 0 — 0,1

2 Marejadilla 0,1 — 0,5

3 Marejada 0,5 — 1,25

4 Marejada fuerte 1,25 — 2,5

5 Mar gruesa 2,5 — 4,0

6 Mar muy gruesa 4,0 — 6,0

7 Arbolada 6,0 — 9,0

8 Montañosa 9,0 — 14,0

9 Enorme Mayor que 14”

Las ondas marinas cuanto más se acercan a la costa, adquieren mayor altura y disminuye en velocidad y su longitud también se ve disminuida.

“Una ola contiene tanta energía cinética como energía potencial gravitacional”.

Las ondas u olas aparentan una gran masa de agua viajando por la mar, pero en realidad lo único que se desplaza es la energía. Las olas u ondas baten la superficie del agua, arriba y abajo tal y como hace un flan o una gelatina. Una onda u ola no constituye una oleada de agua marina. Una onda u ola simboliza una oleada o corriente de energía desde su umbral hasta su accidental rompimiento, la cual puede ocurrir en medio del mar o en plena costa.

Categorización de las ondas marinas

2 ¿Cómo se categorizan las olas?

Constan algunas representaciones de especificar el oleaje según las tipologías que presente. Un ejemplo sería la categorización habitual siguiente donde se matizan dos grandes grupos

- Olas libres o estacionarias; son las olas que se crean en puntos lejanos a la costa, pueden tener movimiento nulo (puntos nodales) y su desplazamiento es máximo (puntos ventrales).

- Las ondas transitorias o progresivas; aquellas que varían en el tiempo y en el espacio. Se forman a causa del viento, lo que significa que se forman en la superficie.

Se pueden clasificar también con los parámetros físicos de frecuencia y longitud.

Las fuerzas actuantes perturbadoras del movimiento en la superficie pueden ser por fenómenos de meteorología o bien por fenómenos astrológicos. Por otra parte emergen  fuerzas contrarias denominadas fuerzas restauradoras.

Las fuerzas perturbadoras generan ondas con mucha energía y periodos de corto tiempo. (Segundos a minutos). Los fenómenos meteorológicos son: Tormentas, vientos y cambios de presión, a esto se le llama (seiche).

Ondas por gravitación o atracción de la Luna o del Sol, son largas, se llaman (mareas).

Las ondas generadas por fenómenos físicos (Terremotos, impactos de meteoritos, etc.) son de frecuencias largas y progresivas, se llaman (Tsunamis).

Las fuerzas que ejercen de forma contraria son las restauradoras:

Coriolis: Afecta a las ondas de marea con periodos superiores a los 5 minutos.

De gravedad: Esta fuerza ejerce de forma vertical y afecta con periodos de segundos a minutos en olas que contienen mucha energía.

Superficial: Actúa sobre las primeras olas que genera el viento, estas olas son de longitud y periodos cortos y su efecto es contrario a la dirección del viento.

Clasificamos también por periodo y son dos:

Largo: Periodos de 5 minutos a 24 horas. Dentro de este grupo estarían las creadas por terremotos, tormentas e impactos de meteoritos (Tsunamis, mareas, etc.)

Gravedad: Periodos de 1 segundo a 30 segundos y a este grupo corresponden todas las que afecta la fuerza de la gravedad, pueden viajar largas distancias y romper en la parte opuesta de su inicio.

Capilares: Periodos inferiores a 1 segundo, no son importantes a la hora de generar energía, pero, tienen un papel importante a la hora de generar corrientes superficiales.

La mayor parte de producción de energía eléctrica está en las olas que tienen un periodo entre 30 segundos y 5 minutos. Estas olas son las clasificadas en olas de gravedad.

Influencia del viento en las olas

3 ¿Cómo influye el viento en las olas?

El oleaje que mayor cantidad de energía produce son las olas generadas por el viento.

Se estima que solo el 0,3% de esa energía es aprovechada por los sistemas de la undimotriz.

«Lo que hay que hacer ahora es poner en práctica estos proyectos en el agua y estudiar su impacto en el medio ambiente», señala O'Neill. «Creemos que no van a ser dañinos, no producen carbono, ni necesitan combustibles fósiles».

Una ola de las creadas por el viento puede llegar a producir 40 o 50 kW por m2.

Se estima que solo con las aguas marinas de Europa se podría producir más de 1,000 TW por m2 anual. Toda esa electricidad sería suficiente como para suministrar con un gasto de 833 kW mensual a 100,040,016,006 de consumidores (hogares, empresas, etc.)

Este sistema al parecer se está quedando aparcado casi en el olvido.

Para realizar los estudios se tienen que tener 3 datos que son; hablamos siempre del viento: Intensidad, tiempo que sopla en la misma dirección y la distancia que recorre en la misma dirección.

“Según Fernández Díez se distinguen tres zonas: de crecimiento, de mar totalmente desarrollado y mar tendida”1.

Podemos en la actualidad encontrar páginas Web con herramientas de mapas que nos muestran la altura y los periodos de las olas, tanto de forma actual como de previsión.2

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