viernes, 25 de febrero de 2011

Energia Mareomotriz

Potencial hidrostático para Principiantes (2ª.Parte)

Excelente, Juan…!!! Bueno en realidad son muchos los Juanes en esta oportunidad. Lastima que no alcanza el tiempo para conocerlos a todos. Es necesario otra nota, aunque sea breve, antes de aconsejarlos que se dirijan a las de mayor nivel. Sin duda que ha servido para mucho más de lo que pensaba y esto nos alienta a completar la “introducción” antes de lo esperado.

Como primer paso trataré de aclarar que el tacho de 1500 litros, de un metro por lado y 1,5 de altura solo ocupa una parte tan insignificante de los que podrían compartir la circunsferencia terrestre, que nos dará una idea de la inmensidad de energía. En efecto, a la altura del ecuador, alineados en un solo metro de ancho se podrían colocar 40 millones de tachos de la medida que habíamos dicho y la marea se encargará durante las 24 horas y merced a la ayuda de la rotación terrestre, de llenarlos a todos los hipotéticos “millón de amigos de Roberto Carlos” multiplicados por 40. Recordemos por otra parte que, en conocimiento de que con un proceso idéntico si reemplazábamos la onda de la marea por una ola de la misma naturaleza ondulatoria la posibilidad energetica que teníamos era, con la misma altura, es decir 1,5 metros, entre 10000 a 14000 veces mayor, razón por la cual todos estuvimos de acuerdo que Juan ya estaba preparándose para retirar su tacho del muelle y buscar un lugar alejado del reparo, en pleno océano. Buena oportunidad para tratar de entender no ya solamente el concepto como tratamos de hacerlo en la anterior, sino en un nivel al que solo ingresan los especialistas. Olvidémonos del tambor, por un momento, pero no del lugar al que pensamos llevarlo. Imaginemosnos de que estamos, con un bote, anclados en ese lugar. Dependiendo de la intensidad del viento podremos apreciar que el bote sube y baja entre 5 a 12 veces por minuto. Dicho de otra forma, con una cámara fotográfica podré fotografiar 5 a 12 olas idénticas cuya forma es muy similar a una sinusoide, fácil de comprobar con un instrumento electrónico que se usa para ese fin, conocido con el nombre de oligrafo, y que, por gentileza del Consorcio de Gestión del Puerto conservo en un CD millones y millones de lecturas cada 15 minutos con la altura máxima, la altura significativa, el promedio de las ultimas 10 olas, la altura de la marea, la temperatura del agua, la temperatura ambiente , la velocidad del viento , la longitud de la ola , el periodo de repetición de la ola y con un poco de suerte los minutos de llegada tarde de los empleados.

Teniendo la altura de la ola, es posible calcular la longitud, 20 veces la altura y la repetición de la ola como así también con el viento reinante saber, sin la ayuda del oligrafo , la velocidad de la onda que no debe confundirse con la velocidad de la corriente. Que por efecto del viento es cero.
Basta con dejar flotando una botella semisumergida para demostrarlo. Supongamos que en un minuto pude fotografiar 6 olas de la misma forma. En la nota anterior aprendimos cuanto era la energía hidrostática acumulada en un recipiente de forma “cuadrangular” (paralelepípedo como se dice, con el perdón de la palabra). Si confían en los cálculos del análisis integral, la energía hidrostática acumulada en un tacho con forma sinusoidal es el peso del agua encerrada por la sinusoide multiplicada por la distancia al centro de gravedad que es 3/8 de la altura de la ola y a su vez la superficie es la longitud de la ola por la mitad de la altura de la misma, valores y cálculos que pueden consultar en las charlas respectivas en las que también hemos simplificado las cosas con las correspondientes demostraciones para que estén al alcance de todos.


Como ultimo comentario con referencia a la energía hidrostática digamos que el caso de la marea es exactamente igual al de la ola, con la diferencia que la longitud de la sinusoide, en lugar de ser del orden de las decenas de metros es del orden de las decenas de millones de metros, altura del mismo orden y la frecuencia una o dos veces al día en lugar de 10000 a17000 por día.


La interferencia continental

También dentro de las cosas que hemos subestimado, aparte del interés de muchas mentes inquietas que no estaban dentro de nuestras expectativas pero que recibimos con tanto gusto que nos obliga a disculparnos por el error, es la definición de algunos términos. Uno de ellos es la interferencia continental. Tratemos de explicar el fenómeno imaginándonos un canal hipotético de un metro de ancho que rodee todo nuestro planeta, a la altura de los paralelos terrestres y sin obstáculos. En el ecuador, en los trópicos, a la altura de Necochea, etc. Lo llenamos con la suficiente cantidad de agua como para que tenga digamos 0,75 mts de profundidad lo que seria a altura del ecuador 30 millones de litros. Primera sorpresa: en lugar de tener una profundidad pareja nos encontraremos que en una parte tiene alrededor de 1,5 metros, que a 20.000 Km. esta vacío y a10000 Km para cada lado será el único lugar en que tendrá los 0,75. ¿Qué es lo que ocurrió? La posición de la Luna y el Sol respecto de la tierra fueron los causantes del problema la atracción en la cara que se enfrentan nuestro satélite, nuestro planeta y el sol provoca una deformación de aproximadamente 1,5 metros en el caso mas desfavorable . El agua tendrá entonces alrededor de 1,5 metros de profundidad en la cara que luna y tierra se enfrentan, cero del lado opuesto y próximo a 0,75 en las cuadraturas. No importa la profundidad. La diferencia es un problema derivado de la atracción mutua y de la distinta distancia entre la caras separadas 12700 Km frente a los 400000 km de distancia entre luna y tierra y otro tanto de lo que ocurre con la masa del sol y la distancia entre el sol y la tierra tema tratado y conocido , indiscutible universalmente.

Para ubicarnos, analicemos la importancia relativa del metro y medio frente al diámetro terrestre 1,5 / 12.700.000 = 0,000000118. En un diámetro de una esfera de 127 Km, significan 1,5 mm imposible de imaginar. Después de este paréntesis, volvamos a la interferencia, razonando en base a una bomba de paletas, cuyo funcionamiento ya nos resulta familiar y nos exime de



explicaciones complicadas. Mas conocida como bomba Vickers.




 El cuerpo rotante esta excéntrico   respecto de la caja. En el hay una ranura en la que se desliza una paleta que es mantenida por la presión del resorte rozando contra la pared de la caja y expulsando el líquido de la parte superior de la paleta mientras absorbe de la boca de aspiracion para llenar nuevamente la caja y repetir la operación siguiente. Saquemos la paleta y el resorte y veamos que ocurre. El rotor seguirá girando pero ahora el liquido permanecerá quieto, tal cual como ocurre con nuestro canal supuesto de 40 millones de metros y el pasaje de la ranura detectara las distintas “alturas de marea” de la misma forma que un habitante aledaño al canal podrá apreciarlas en toda su altura cada día. Si la velocidad de giro de nuestra bomba es una rpd (revolución por  día) el fenómeno es exacto al de la marea solamente que con dimensiones del orden de centímetros en lugar de millones de mts tal cual lo vimos preparando el terreno para justificar el razonamiento. La similitud con el canal nos permite seguir buscando analogías. ¿Acaso la paleta, colocada nuevamente en su lugar no es un obstáculo, una interferencia , cuya función es arrastrar toda el agua del canal trasladándola hacia la salida , de tal forma que en el segundo giro acumulará  el doble de cantidad de agua y su  energía potencial y que al tercer día serán 3 veces mas  que el primer día  y así sucesivamente ya que esa es la funcion de la bomba y para eso fue fabricada Lo mismo ocurre con la marea con interferencia continental correspondiente a San Sebastián que tiene dos mareas diarias de 8 y 10,6 mts y a solo 1º de latitud, ya en la zona sin interferencia , en Bahía Aguirre o Pto Vancouver con una sola marea de solo 1,70 a 1,80 de altura que representan solo el 1,7 % de la energía con  interferencia.

  O un poco mas abajo mas de 10 mareógrafos entre los 54º a 68 º de latitud sur, fuera totalmente de la interferencia continental con una sola marea diaria de no mas de 1,5 mts. Hemos presentado simbólicamente la paleta pintada con el mapa de la Patagonia Argentina, inobjetable paredón que se interpone en el avance relativo (recordemos que lo que se mueve es la tierra) de la onda mareal. La próxima nota nos permitirá redondear y afianzar los conceptos. Para los mas impacientes recomendamos ingresar ya mismo en las notas El Canalón Continental, el canalón y la hidrosfera, canalón 2 y otras que, si bien a otro nivel confío que estarán al alcance de los que nos acompañan. De todas formas quiero destacar que el tema no es sencillo lo que queda demostrado con los 300 años que nos anteceden.


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Ing. Enrique O.Nielsen
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