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CÓDIGO: P08-RNM-3738

Mapa de flujos de energía en el Estrecho de Gibraltar para su aprovechamiento como fuente de energías renovables

INVESTIGADOR PRINCIPALJesús García Lafuente glafuente@ctima.uma.es
ENTIDADJunta de Andalucía, Consejería de Innovación Ciencia y Empresalogo-junta.gif
PERIODO2009 - 2012
MIEMBROS
  • José Carlos Sánchez Garrido jcsanchez@ctima.uma.es
  • Concepción Calero Quesada conchi.calero@ctima.uma.es
  • Francisco Criado Aldeanueva fcriado@uma.es
  • Antonio Sánchez Roman antonio.sanchez@ctima.uma.es

  • OBJETIVOS

    Dentro del emergente campo de las energías renovables, nuestro País es pionero en la generación de energía eólica y se encuentra relativamente bien ubicado en el ranking de energía solar (en sus dos facetas, fotovoltaica y termosolar). Otra fuente potencial de energía renovable bastante ignorada en nuestro País es el océano: mareas, oleaje y la extraíble a partir de corrientes marinas. Para que esta última sea rentable y técnicamente realizable a coste razonable es deseable que las corrientes sean unidireccionales y de cierta intensidad. A título de ejemplo, el flujo de energía de una corriente estable y permanente de 1 ms-1 (cifra de referencia a la hora de pensar en rentabilidad ) es de unos 500 Wm-2, de modo que una turbina de palas tipo molino eólico, cuya eficiencia alcanza valores por encima de 0.4 para turbinas de tres palas ( que son más eficientes que las de eje vertical tipo Darrieus) puede extraer unos 60 kW de potencia en continuo, equivalente a 0.52 GWh al año. La turbina de tres palas está considerada hoy día la más rentable para generar electricidad y es el sistema utilizado en las granjas eólicas. Cuando una turbina de este tipo se diseña para trabajar sumergida en el mar, por razones técnicas y de coste, es deseable que mantenga una orientación fija, lo que la sitúa en desventaja con sus homólogas eólicas que se orientan cara al viento y no precisan de vientos constantes en dirección. Una central eléctrica basada en la energía de las corrientes marinas tendrá tanta más rentabilidad, vida media y menor coste de mantenimiento cuanto más unidireccionales fuesen las corrientes. No es fácil encontrar en el océano lugares que reúnan estos requisitos de unidireccionalidad e intensidad. Algunos ejemplos son las grandes corrientes de contorno occidental de las cuencas oceánicas (Gulf Stream, Kuroshio, Aghullas) que fluyen a decenas de kilómetros de costa lo que conlleva importantes pérdidas y elevados costes de transporte para incorporar la energía generada a la red eléctrica. En nuestras costas, ciertas áreas del Estrecho de Gibraltar reúnen condiciones favorables para la instalación de centrales eléctricas de este tipo y se localizan relativamente cerca de costa. El Estrecho es un lugar donde se ha desarrollado y continúa desarrollándose una intensa actividad de investigación oceanográfica y su dinámica está bastante bien comprendida. Sin embargo, los lugares en los que la teoría de la dinámica del intercambio de aguas predice la existencia de intensas corrientes unidireccionales (Figura) no están totalmente descritos y faltan detalles que son importantes a la hora de llevar adelante un proyecto de ingeniería encaminado a extraer este tipo de energía del océano. El proyecto investiga estos aspectos desde un doble punto de vista: modelación numérica del intercambio, incluyendo mareas, y esfuerzo experimental para medir en esas zonas estratégicas indicadas en la Figura.

    RESULTADOS

    El estudio está basado en resultados de modelos numéricos y de observaciones. El modelo numérico empleado es el de circulación general del océano del Massachusetts Institute of Technology (MIT-gcm) adaptado a la región del Estrecho en cooperación con el Grupo de Modelado Climático del ENEA (G. Sannino y colaboradores), que a su vez está anidado a la versión CEPOM del Princenton Oceanic Model (POM) que dicho grupo ha generado para la región del Estrecho ( Sannino et al., J. Geophys. Res., 2002, 107, 3094; Sannino et al., J. Geophys. Res. 2004, 109, C05011). Simultáneamente se han desplegado líneas de fondeo con un perfilador de corrientes Doppler próximo al fondo para medir el campo de velocidades en las distintas posiciones indicadas en la figura (los contornos de colores indican flujos medios de energía en superficie obtenidos del modelo) dentro de la zona 1 y en la parte occidental del Estrecho frente a Cabo Espartel en la zona 2. Se muestran a continuación algunos de los resultados numéricos y experimentales obtenidos en el marco del proyecto. Las figuras superiores muestran resultados numéricos de flujos de energía a lo largo de la sección S1 del mapa superior. A la izquierda se muestran los valores medios (los colores rojos indican máximos valores del orden de 700 W/m2 ) y a la derecha la desviación estándar que es una medida de los flujos asociados a las mareas (los valores más intensos son del orden de 1400 W/m2 ). Puede verse que es en las proximidades de la Isla de Tarifa donde se dan tanto los mayores valores medios como las mayores desviaciones estándar. Destacar que por debajo de los 60 ó 70 metros el flujo de energía decae notablemente confirmando el hecho bien conocido de que en la parte oriental del Estrecho son las corrientes superficiales las que dominan. No ocurre lo mismo en la parte occidental. El flujo medio de energía en la sección transversal S2 muestra dos zonas de gran potencial en las costas Marroquí (izquierda en la figura superior) y Española (derecha) con una disminución notable en la zona media del canal. La figura inferior es una ampliación de lo que ocurre en la zona próxima a la costa española y muestra un núcleo importante a medias aguas (entre los 20 y 60 metros de profundidad) con los valores de pico ya mencionados en torno a los 700 W/m2. La figura de la izquierda muestra el flujo instántaneo de energía en la posición del fondeo 1 (punto más occidental de los 4 mostrados en el mapa que posiciona los fondeos) durante 3 días (6 ciclos) de mareas vivas. Se alcanzan valores de pico próximos a los 4000 W/m2. El mapa de la derecha hace lo propio durante un periodo de tres días de mareas muertas. Los valores de pico disminuyen un 40%. Más información en los archivos que se indican a continuación.

    ARCHIVOS

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