Energía mareomotriz dinámica

La energía mareomotriz dinámica ( DTP , por sus siglas en inglés) es una tecnología prometedora, aunque aún no probada, para la generación de energía mareomotriz . Consistiría en la creación de una larga estructura similar a una presa , perpendicular a la costa, con la opción de una barrera paralela a la costa en el extremo opuesto, formando una gran "T". Esta larga presa en forma de T interferiría con la hidrodinámica de las olas de marea paralelas a la costa, creando diferencias en el nivel del agua a ambos lados de la barrera, que impulsan una serie de turbinas bidireccionales instaladas en la presa. Las olas de marea oscilantes que se propagan a lo largo de las costas de las plataformas continentales, con potentes corrientes hidráulicas , son comunes en países como China , Corea y el Reino Unido . ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]}

El concepto fue inventado y patentado en 1997 por los ingenieros costeros holandeses Kees Hulsbergen y Rob Steijn. ^{[ 5 ]}

En octubre de 2013 se completó un breve vídeo que explicaba el concepto y se publicó en inglés en YouTube ^{[ 6 ]} y en chino en Youku. ^{[ 7 ]}

Una presa DTP es una barrera larga de 30  km o más que se construye perpendicularmente a la costa, extendiéndose directamente hacia el mar sin delimitar un área. A lo largo de muchas costas del mundo, el movimiento principal de las mareas corre paralelo a la línea costera: toda la masa de agua del océano se acelera en una dirección y, más tarde, en la dirección opuesta. Una presa DTP es lo suficientemente larga como para influir en el movimiento horizontal de las mareas, lo que genera una diferencia de nivel de agua (carga) a ambos lados de la presa. Esta carga se puede convertir en energía mediante una larga serie de turbinas convencionales de baja carga instaladas en la presa. ^{[ 8 ]}

Las estimaciones de la diferencia máxima de carga que se puede obtener de diversas configuraciones de presas se basan en modelos numéricos y analíticos. ^{[ 1 ] [ 9 ]} La información de campo obtenida a partir de las diferencias medidas del nivel del agua a través de barreras naturales confirma la creación de una carga significativa. La diferencia de carga (máxima) es mayor que la que se esperaría en situaciones de flujo estacionario (como en los ríos). La diferencia máxima de carga alcanza valores de hasta unos pocos metros, lo que puede atribuirse al carácter no permanente del flujo de marea (aceleración). ^{[ 10 ]}

Un desafío importante es que la prueba del funcionamiento de DTP solo puede demostrarse poniéndolo en práctica. Probar el concepto de DTP a pequeña escala dentro de un proyecto de demostración no sería efectivo, ya que prácticamente no se generaría energía. Ni siquiera con una longitud de presa de aproximadamente 1 km (0,62 millas) , porque el principio de DTP es tal que la capacidad de generación de energía aumenta con el cuadrado de la longitud de la presa (tanto la altura como el volumen aumentan de manera más o menos lineal con el aumento de la longitud de la presa, lo que resulta en un aumento cuadrático de la generación de energía). Se estima que la viabilidad económica se alcanza para longitudes de presa de aproximadamente 30 km (19 millas) . ^{[ 12 ]}    

Un proyecto de demostración que se está considerando en China no implicaría la construcción de una presa, sino que presentaría un canal recién excavado a través de una larga península con un istmo (cuello) estrecho. El canal tendría una altura de caída de aproximadamente 1 a 2 metros (3,3 a 6,6 pies) y estaría equipado con turbinas bidireccionales de baja altura, similares al tipo que se usaría para el DTP a gran escala. ^{[ 13 ]} 

Nunca se ha construido una presa DTP, aunque todas las tecnologías necesarias para construir una están disponibles. Se han realizado varios modelos matemáticos y físicos para modelar y predecir la " carga " o diferencial de nivel de agua sobre una presa dinámica de energía mareomotriz. La interacción entre las mareas y las presas largas se ha observado y registrado en grandes proyectos de ingeniería, como las Obras del Delta y el Afsluitdijk en los Países Bajos . La interacción de las corrientes de marea con las penínsulas naturales también es bien conocida, y dichos datos se utilizan para calibrar modelos numéricos de mareas. Se aplicaron fórmulas para el cálculo de la masa añadida para desarrollar un modelo analítico de DTP. Los diferenciales de nivel de agua observados coinciden estrechamente con los modelos analíticos y numéricos actuales. ^{[ 1 ]} El diferencial de nivel de agua generado sobre una presa DTP ahora se puede predecir con un grado útil de precisión.

Algunos de los elementos clave necesarios incluyen:

• Turbinas bidireccionales (capaces de generar energía en ambas direcciones) para entornos de baja altura de caída y alto caudal. Existen unidades operativas para aplicaciones en agua de mar, que alcanzan una eficiencia superior al 75 %.
• Métodos de construcción de presas. Esto podría lograrse mediante cajones flotantes modulares (bloques de hormigón). Estos cajones se fabricarían en tierra y posteriormente se transportarían flotando hasta la ubicación de la presa.
• Sitios idóneos para demostrar la tecnología DTP. Un proyecto piloto de DTP podría integrarse en un proyecto de desarrollo costero planificado, como un puente marítimo, una conexión entre islas, un puerto de aguas profundas, la recuperación de tierras, un parque eólico marino, etc., construido en un entorno adecuado para la tecnología DTP.

En diciembre de 2011, el Ministerio de Economía, Agricultura e Innovación de los Países Bajos (EL&I) otorgó una subvención al consorcio POWER, liderado por Strukton y gestionado por ARCADIS. La subvención máxima es de aproximadamente 930.000 euros, que se complementa con una cantidad similar de cofinanciación por parte de los socios del consorcio. El grupo POWER lleva a cabo un estudio de viabilidad detallado sobre el desarrollo de la energía mareomotriz dinámica (DTP) en China en un programa de tres años realizado conjuntamente con institutos del gobierno chino. ^{[ 14 ]} Los compromisos del programa que se deben alcanzar para 2015, registrados en el marco de la iniciativa Energía Sostenible para Todos de la ONU, incluyen: ^{[ 15 ]}

• Determinar los sitios más adecuados para la implementación de DTP en China, Corea y el Reino Unido.
• Estudios de viabilidad completos y detallados para dos centrales eléctricas piloto DTP en China.
• Estudio completo de prefactibilidad para una central eléctrica DTP a gran escala en China.
• Difusión mundial de información técnica sobre DTP entre los grupos destinatarios pertinentes.

En agosto de 2012, la Administración Nacional de Energía de China formó un consorcio de empresas e institutos de investigación, liderado por el Instituto General de Planificación y Diseño de Recursos Hídricos e Hidroeléctricos (también conocido como Instituto de Ingeniería de Energías Renovables de China), para investigar la DTP. El 27 de septiembre de 2012 se firmó un acuerdo bilateral de cooperación en materia de DTP entre China y los Países Bajos. Tras un intercambio técnico para verificar los principios, se llevó a cabo un estudio de modelización para seleccionar los emplazamientos. En octubre de 2013, se inició un estudio de análisis económico más exhaustivo para comprender mejor los costes y beneficios económicos de la DTP. ^{[ 16 ]}

En octubre de 2013 se completó un breve vídeo que explicaba el concepto y se publicó en inglés en YouTube ^{[ 6 ]} y en chino en Youku. ^{[ 7 ]}

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