Colectores y Concentradores Naturales El Océano como colector

En promedio la evaporación anual oceánica es 820 mm por m2 de superficie, o también 2,2 litros diarios por m2. 70 % de la superficie terrestre son océanos; diariamente se evaporan 800 billones de litros de agua para los cuales el sol contribuye con una radiación de 1.20 kwhora por día y m2 , partiendo de la base que hacen falta 530 calorías para evaporar un Kg de agua y además que 860 cal es equivalente a 1 Kwhora .
Los océanos nos ofrecen gratuitamente dos mecanismos:

1. Colección a través de la superficie libre de interferencias con la actividad terrestre.

2. Conversión de energía radiante en potencial hídrica.

Esa cantidad inmensa de agua evaporada pasa a la atmósfera formando nubes con alturas hasta 10 Km. Recuérdese que 100 Kg elevados a 3670 metros significa una energía de 1 Kwhora.

Ni duda que los 500 billones de litros se precipitan también a la superficie con la única diferencia que ahora parte de la misma ocurrirá en la parte continental. Se evaporan 820 en 70% de la superficie y se precipitan en un 100 % con lo cual podemos decir que los 820 se transformarán en 560 mm de agua caída promedio anual, tanto en el mar como en la tierra. (820x0.70=560).
Debe entenderse que estamos hablando de promedio; los desiertos no reciben prácticamente nada y en contraposición existen records en algunas zonas como por ejemplo Hawai, en donde pueden alcanzar a 12000 mm anuales o Indochina con 10.000.
Siguiendo con el razonamiento, si la nube llegó a los 3760 metros, y tomamos un promedio de 1,53 mm de precipitación diaria, el océano con su contribución transforma en energía potencial 0.015 Kwatios hora por metro cuadrado día.
Comparando esta energía convertida con la radiación solar promedio diario, alrededor de 4 Kw hora /m2 día, vemos que el negocio no fue bueno, la transformación operó pero con un rendimiento del orden del 0.4%.
Sin embargo como mecanismo colector no podemos estar mas satisfechos, pues transformamos la radiación solar incidente sobre 35.000 Millones de Hectáreas, imposibles de aprovechar en forma directa en precipitaciones pluviales, un buen porcentaje de las cuales naturalmente regarán la superficie continental.

La montaña como mecanismo concentrador.

No todos los 560 mm de agua caída son absorbidos por el suelo terrestre. Una parte muy importante retorna nuevamente al mar a través de los cauces de los ríos. La parte que retorna depende de la permeabilidad del terreno, de la topografía, altura, de la precipitación en si, etc..
Por ejemplo para una precipitación media de 1000 mm, una cuenca de gran rendimiento acarrea 650 mm, y una de poco 420 mm, el resto lo absorbe el terreno. Si la precipitación media fuera 2000, 1650 y 1300 respectivamente.
La montaña recibe la precipitación en forma de lluvia, nieve o granizo y la concentra formando arroyuelos, que se multiplican por centenares, terminando por confluir todos en cauces importantes que concentran todo el agua que baja de las mismas. La cuenca está constituida por el total de la superficie de escurrimiento que fluye hacia el mismo río. Por ejemplo: la cuenca del Amazonas, la mas grande del mundo, con 4.800.000 Km2 es el 56,25% de toda la superficie del Brasil y está conformada por todos los terrenos que aportan al Río Amazonas.
Si toda el agua escurrida de la superficie de la cuenca termina confluyendo en un solo cauce, la concentración será la superficie de la cuenca dividida por la sección del cauce del río en donde se va concentrando toda el agua o nieve caída. La superficie de cada cuenca es un valor definido, constante y conocido. La sección del cauce es variable pero dentro de ciertos límites, que para nuestro razonamiento no preocupan. Depende del caudal del río y de la velocidad de la corriente. El aporte o caudal de cada río se conoce estadísticamente.
Ejemplo: la Cuenca del Comahue tiene tres ríos principales, el Limay, el Collon Curá y el Neuquén, que como promedio de los dos últimos años da un total de 800 m3 /seg. Confluyen en Neuquén formando el Río Negro. Si medimos la velocidad de la corriente, digamos 1 m por segundo, la sección del cauce en ese punto será:

S ( m2 ) = Q (m3 / seg) / v (m/seg) = 800/1 = 800 m2

Siendo la cuenca del orden de los 60000 K m2 , el índice de concentración será:

ic = índice concentración = Scuenca / Scauce

ic = 60.000.000.000 m2/800 m2
 = 75.000.000


o sea que la cuenca ha concentrado naturalmente 75.000.000 de veces la lluvia recibida. No obstante si la cuenca hubiese sido en llanura, sin desniveles apreciables, solo habría concentrado agua pero no energía, ya que si bien las nubes pudieron haber acumulado mucha energía, el hecho de haber caído hasta el nivel del suelo significa la pérdida total. Por el contrario si la precipitación hubiese ocurrido en forma de nieve o lluvia pero en una zona montañosa, la propia topografía del terreno hubiese contribuido no solo a concentrar agua, sino también la energía potencial contenida en ella. El Nahuel Huapi y los famosos 7 Lagos están a 800 mts. sobre el nivel del mar. La energía potencial diaria del Limay (200 m3/seg) y del Collon Cura (340 m3/seg) es entonces:

E (Kwhora/día) = G. h . d. 3600 . 24 / 367.000

(200 + 340) . 3600 . 24 . 1000 . 800 /367.000 =

101 Giga watioshora /día

( ver *densidad energética hídrica)
A esa energía habría que sumarle otro tanto de los arroyos que por centenares desagotan en los lagos, descendiendo desde las cimas de las montañas hasta los 800 que hemos considerado. Para formarse una idea del tema conviene echar una mirada a los mapas de Noruega y Suecia, países en que la participación de la energía hidroeléctrica llega al 99 y 64 % frente al 5 % promedio mundial. Los comentarios sobran para llegar a entender el poder concentrador de la montaña.
En los párrafos anteriores vimos que el rendimiento del océano como convertidor de la energía radiante solar en potencial hídrica era muy, pero muy bajo, del orden del 0,5 %. Sin embargo el mecanismo concentrador de la montaña es tan grande que, aun si queremos llegar a obtener el índice de concentración energética neto, multiplicando los 75 millones que habíamos calculado por 0,005, igual nos queda una cifra verdaderamente importante, 375.000 tanto como para justificar que la energía hidroeléctrica es una de las que en el futuro sacará las papas del fuego, cuando las próximas generaciones vean extinguirse las reservas fósiles. Equiparar estas 375.000 veces de concentración natural, absolutamente gratuitas, con mecanismos artificiales de cualquier tipo no es fácil, mas aun tratándose de un sistema mediato, mas mediato que la bioconversión. Es cierto que no soluciona el problema de los combustibles vehiculares pero puede contribuir en la fabricación de fertilizantes y de una manera indirecta, entonces, colaborar con la biomasa .Ver además *la marea, el viento y las olas y *densidad energética disponible - hídrica

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Ing. Enrique O.Nielsen
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