Energia del Oleaje

Oleaje

No es casual que el 97 % de la electricidad producida en todo el mundo proveniente de energías renovables corresponda a hidroelectricidad. El sol emite una radiación, que como es bien sabido, alcanza aproximadamente a 1 Kw por metro cuadrado. Si multiplicamos esa radiación por la superficie total que le presenta la tierra, no solo nos alcanza para todo sino que la supera en mas de una decena de miles de veces. Aunque también es cierto que la dispersión, o sea ese Kw/m ²nos obliga a cubrir superficies muy importantes para poder colectarla y que los dispositivos de transformación directa no son precisamente baratos U$s/m ²1000 para una pantalla solar, nos saca de contexto cuando comparamos esa transformación con su equivalente a partir de combustibles fósiles, en especial si se trata de gas natural (ver “sistemas de producción energéticos” ) .
Sin embargo, la propia naturaleza se encarga de poner a nuestra disposición otras formas de manifestarse, consecuencia de ella misma pero con una concentración notablemente superior a la radiación solar directa. Esa es la razón por la cual la energía hídrica tiene tanta preponderancia. Los resultados hablan por si solos. Ya hemos hablado del tema del viento y de los ríos de montaña como exponentes clásicos de esa conversión indirecta. Para afianzar esos conceptos hoy usaremos otro nuevo enfoque, nada común pero no por eso despreciable.
El viento provoca en el mar, en lagos y lagunas, un fenómeno resultante de la transformación de su propia energía: el oleaje, también llamada energía euripodinámica. Un metro cuadrado de superficie expuesta al viento puede llegar a tener 50 veces la energía de la radiación solar .
Comparativamente con la hídrica o la eólica es mucho menos accesible, porque no es fácil trasmitir la energía eléctrica desde el mar a los centros de consumo, y porque el mar, en conjunción con el viento presenta esporádicamente características de furioso, tal cual lo expresa la calificación 9 de la escala de oleajes con olas mayores de 12 metros de altura. Ver ( *la boya del Kabryl y * la marea, el viento y las olas). La energía potencial de una elevación h ( metros) del mar en una superficie S es, según se vio en *la energía de la marea,

E = 0,00136. h² . S
y la densidad energética
e (Kwhora/m2) = 0,00136 . h²

Ahora imaginemos que esa elevación, producto de una ola de esa altura, se repite n_o veces por minuto y a su vez las 24 horas del día, al cabo del cual, el total de la energía entregada será:
e (Kwhora/m2.dia ) = 1,95 .n_o. h²

Sin embargo en el caso de la marea todo el mar sube la misma altura en tanto que las olas tienen una cresta a la altura h pero un valle a cero de altitud y entre esas dos referencias , la altura , a grandes rasgos esta definida por la ya mencionada trocoide

Rigurosamente hablando corresponderia integrar la función trocoide (ver *energia de las mareas) pero no es la intención ajustar los detalles sino definir bien el concepto y dado el empirismo que hay de por medio creo que con suficiente aproximación y a efectos de simplificar la formula, supongamos que la ola tuviera la forma de un triangulo de altura h y base L con lo cual la energia potencial de la ola seria el peso de la misma multiplicado por la altura del centro de gravedad del triangulo, 1/3 de h.
el peso de una ola de forma triangular y ancho unitario (1m) seria

Peso = Volumen . densidad = L.h/2. 1000 (Kg/m3) = 10.000 .h² por ser L=20 h

Y el trabajo efectuado será el peso por la altura al centro de gravedad,. h/3 , expresado en Kilogrametros

E= 10000 . h³ /3 = 3333 .³ (Kgrm)

Y la densidad de energia, tomano el largo L de la ola y el ancho unitario,

e = E/S = E/ L . 1 = E/20 h = 166.6 .h² (Kgrm/m2)

Además la potencia por m2 será la energia dividida por el tiempo en el que se repite una nueva ola, posible de ser calculado sabiendo la longitud de la ola y la velocidad de desplazamiento de la misma
Tiempo = L/ v y según habiamos visto la velocidad es v= 0,5 (g L/2π) ^1/2

Tiempo= t = 7,09 h ^1/2(segundos)

w (potencia por m2 de superficie de la ola = 166, h² /7,09 h^1/2 (Kgrm/seg)
y expresado en kilowatios/m2 ( 102 Kgrm/ seg = 1Kw)

w (Kwatios/m2)= 0,23 h(m) ^3/2

Como ya es nuestra costumbre, veamos la energia diaria de una ola de altura h

edo =5,53 h^3/2 (Kwhora/m2 día)

Recordemos que la energia diaria de una marea de altura h es 0.00272.h² Kwhora/m2 día. Comparando con la del oleaje, a igualdad de altura, se obtiene la siguiente relación:
edo/ e marea= 2032/ h ^1/2

puede superarla miles de veces por cuanto la frecuencia de las mareas es fija, dos veces al día, en tanto que las olas esa frecuencia la pueden alcanzar en menos de un minuto. Haciendo números significa que la energía de las olas puede llegar ser entre 8 a 130 veces mayor que la solar (excluyendo las catastróficas) y entre 80 y 3000 veces la de la marea (ver infografía * la marea , el viento y las olas). No obstante, y tal como ocurre con la fotovoltaica, no conocemos casos en que se aproveche para generar electricidad comunitaria. Solo mecanismos destinados a electricidad individual de poca potencia, para balizamiento marino o boyas.

¿Cuáles son las razones?

_La falta de poder concentrador de la naturaleza
_Los valores destructivos que alcanzan esporádicamente obligando a sobredimensionamientos de protección mecánica
_Las condiciones ambientales desfavorables para mantener los dispositivos en buenas condiciones.

Sin embargo el futuro a muy corto plazo, con el agotamiento y encarecimiento progresivo de los fósiles dirá la última palabra. Un siglo antes nadie hubiera pensado en la explotación submarina del petróleo. Al régimen de crecimiento demográfico y tomando en consideración la tasa de aumento de consumo de energía per cápita, equivalentes al 5 % anual, las 12.500 veces mas de radiación disponibles versus necesarias, hoy en el 2002, significan solo 193 años para que el consumo iguale a la entrega solar. ( 1,05x = 12.500 de donde x = 193,34). La Luna y los combustibles nucleares, mal que le pese a los detractores de las energías radioactivas, tendrán sin duda alguna una participación mucho mas destacada.