HIDROELÉCTRICA Y DESALINIZADORA
MARINA
Luis
Núñez Torres - lualnuto@yahoo.es
Para quePara
que funcione una hidroeléctrica, se requiere agua. Y el mar ofrece un suministro prácticamente ilimitado de agua, por lo
que construir una hidroeléctrica a orillas del mar, seria los más eficientemente
y ventajoso.
A diferencia de una hidroeléctrica
tradicional, una hidroeléctrica marina puede aprovechar la energía potencial de
las olas y de las corrientes marinas. Potencia extra, que ayudaría a generar
mucho más energía eléctrica, que una hidroeléctrica tradicional.
Resumen del
Funcionamiento
La hidroeléctrica, capta el flujo o caudal de agua del
mar por gravedad. Ya que sus instalaciones están construidas a varias decenas
de metros por debajo del nivel del mar.
La toma de agua, está ubicada a varios cientos de
metros de la orilla del mar, lo que le permite captar y derivar el flujo de agua
proveniente de las corrientes marinas y de las olas hacia los generadores, mediante
una tubería de captación.
La tubería de captación presenta unos grados de
inclinación. Haciendo que la fuerza natural que contienen el flujo de las olas
o de las corrientes marinas, se incremente por el efecto de la gravedad. De
esta manera, el flujo o caudal de agua, llega con una gran potencia a los
generadores, y mayor potencia, se traduce en una mayor producción de
electricidad, la cual, se envía a la red eléctrica, para su posterior distribución
al público consumidor.
Después de que el flujo o caudal de agua ha pasado por
los generadores, se deriva a las calderas eléctricas, donde el agua de mar se
hierve, convirtiendo el agua de mar en vapor, separándose en el proceso de la
sal, la cual queda en el fondo de las calderas y luego es removida.
El vapor obtenido, pasa por turbinas de vapor, para
volver a producir electricidad. De esta manera, se recupera en gran parte la
electricidad usada en las calderas y por lo tanto, se reducen los costos
operativos.
El vapor se puede transportar a cientos de kilómetros,
mediante una red de tuberías y sin la necesidad de estaciones de bombeo, debido
a que el vapor flota. Esto también reduce enormemente los gastos operativos.
Al llegar a su destino (una ciudad, una irrigación,
una mina, etc.) el vapor pasa por una cámara frigorífica, donde el vapor se
enfría, se condensa y se transforma en agua pura.
El agua obtenida requiere un tratamiento mínimo para
ser agua potable y apta para el consumo humano.
Las
tecnologías, para construir este tipo de plantas ya existen. Por lo que se
puede generar 2,000 MW (1 MW es energía suficiente para 1,000 hogares). Proveer
500,000 metros cúbicos de agua pura por día (un hogar promedio consume 10
metros cúbicos de agua al mes) suficiente para irrigar 160,000 hectáreas, con
una asignación de 20 metros cúbicos de agua por semana.
“La Blue Energy, colocaba turbinas en conductos, en pleno
flujo, sin bloquear el paso del mismo, pero obligándole a pasar a través de la
turbina; con este concepto se está planteando la construcción de una planta en
la que se pretende hacer circular el agua por un estrecho, en el que irían
instalados un gran número de turbinas, capaz de producir 2200 MW”.
Además de
captar el flujo de las corrientes marinas, también se captaría la enorme fuerza
de las olas que se dirigen hacia la costa.
Para hacerse
una idea del gran potencial de la energía de las olas. En Inglaterra, se está
usando precisamente el movimiento de las olas para generar electricidad,
mediante el sistema “Anaconda”.
“Hecha de un material sintético y caucho
natural, la Anaconda cabalga
en las olas del mar y utiliza su movimiento para convertirlo en energía que mueve una
turbina que se sitúa en su cola que produce electricidad. El modelo actual con una
longitud de 9 metros
puede ser desarrollado hasta una longitud ideal de 200 metros y sería capaz
de producir un Megavatio, potencia suficiente para alimentar a 1000 hogares”…. “Además, al estar hecha de caucho resiste
perfectamente las condiciones del ambiente marino en que se instala”.
La energía
potencial de un grupo de olas es
proporcional a la altura de las olas al cuadrado del período de las olas (el
tiempo entre las crestas de las olas). Las olas de períodos más largos tienen
largos de olas relativamente más largos y se mueven más rápido. Esta energía
potencial es igual a la energía cinética que puede ser emplead).
La energía de las olas se expresa en kilowatts por hora en una
región, por ejemplo una línea costera. Sin tener en cuenta las olas creadas por
grandes tormentas, las olas más grandes miden aproximadamente 15 metros de alto
y tienen períodos de aproximadamente 15 segundos. Este tipo de olas tienen una
energía potencial de 1700 kilowatts a través de cada metro de frente de olas.
Una región de mucha energía de olas podría tener un flujo potencial mucho menor
a este: alrededor de 50 kW/m. Potencial Energético.
El World Energy Council (Consejo Mundial de Energía) ha estimado
el potencial de la energía de las olas en 2.000 GW(New Scientist, 2003).
El recurso de energía de las olas global es de 2 TW, con el potencial de una
generación de más de 2000 TWh anuales(World Energy Council, 1993.
Thorpe, 1998.
Mei, 2005).
Desalinización
del Agua de Mar
El sol, al
evaporar el agua del mar, separa en dicho proceso el agua de la sal. El vapor
resultante viaja en forma de nubes de vapor a cientos de kilómetros de la costa
y cuando el vapor se enfría, cae en forma de agua o de lluvia.
De igual manera,
esta planta reproduce ese mismo proceso realizado por la naturaleza, pero de
una manera artificial.
Funcionamiento
La
electricidad generada, servirá para hervir el agua captada del mar, separando
en el proceso, la sal (que queda en el fondo de las calderas) del agua. Como el
vapor flota, se podría enviar por medio de un sistema de tuberías a grandes
distancias de la costa y sin necesidad de plantas de bombeo. Al llegar a su
destino, el vapor se usara para generar electricidad y luego se le enviara a
una cámara frigorífica, donde se condensara y se convertirá en agua pura. Apta
para el uso domestico, agrícola, minero, etc.
Las
tecnologías de hervir el agua de mar para separar el agua de la sal, así como
transportar el vapor a grandes distancias, para luego generar electricidad, ya
existen.
En la ciudad
de Abu Dhabi, EAU. La planta desalinizadora “Al Tájela”, produce agua pura al hervir
el agua del mar.
“Convertir el agua salada en agua potable, es
técnicamente simple. Al hervir el agua salada, la sal no se evapora. Con solo
almacenar el vapor, hay una fuente ilimitada de agua potable. En un día podemos
producir 455,000 m3 .
Para producir tanta agua potable hace falta mucho vapor, (½ millón de
toneladas) y para generar tanto vapor, hace falta mucho calor. Para proveer
tanto calor, cada recipiente desalinizador necesita su propia central
eléctrica, para lo cual se requieren 1,363.8 m3 de combustible diarios”.
En California, “una planta de energía geotérmica,
canaliza el vapor a través de una red de tuberías por mas de 160 Km . (Arequipa esta a
un poco mas de 100 kilómetros del mar) El vapor sale a una temperatura de 176C y a una velocidad 112
K/h. La tubería está hecha de material de roca “mina de hierro” o hierro
fundido que se expande y contrae con el calor”...”el vapor alimenta un
generador que produce 50MW, suficiente electricidad como para abastecer a
50,000 hogares”.
Desalinizadora Marina vs Desalinizadora Tradicional
Esta planta desalinizadora, en
comparación con las desalinizadoras existentes. Ofrece mayores ventajas y
beneficios en casi todos los aspectos del proceso. Por ejemplo, si la
comparamos con la desalinizadora de Ashkelon, en Israel.
Veremos que la planta de Ashkelon, capta
el agua del mar a una profundidad de 60 metros , usando tuberías de 1.60 metros de diámetro
y por un sistema de bombeo. Luego, se le da un tratamiento químico y se filtra
la arena y otros cuerpos. Después, se requieren 220 MW (energía suficiente como
para abastecer 220,000 hogares) para bombear el agua a una gran presión dentro
un sistema de 40,000 membranas que filtran todo tipo de impurezas. Obteniéndose
330,000 m3
de agua pura al día.
En cambio, este tipo planta:
- Capta el agua del mar por gravedad.
Ahorrando 220 MW de electricidad en el proceso y el costo que significa
construir y mantener una estación de bombeo.
- Genera su propia energía y luego
recupera gran parte de la energía usada en el proceso de desalinización, al
usar el vapor para generar nuevamente electricidad.
- El agua que se obtiene está libre de
patógenos, mientras que en el otro proceso solo se separa el agua de la sal. Lo
cual significa que el costo del tratamiento para el uso domestico, sería mucho
menor en dinero y tiempo, al no requerir un tratamiento químico, filtrar la
arena, estaciones de bombeo, sistema de membranas, etc. Todo esto abarata los
costos operativos de fabricación, mantenimiento, tratamiento y por lo tanto, el
precio al público sería mucho más bajo que el de una desaladora tradicional.
- No contamina. Ya que no produce
ningún tipo de residuo o salmuera, como si lo hace esta planta tradicional.
“La
desalación no está ausente de críticas ambientales. El 50% del agua que se
captura se expulsa de nuevo al mar en forma de salmuera y ese vertido altera
gravemente algunos de los ecosistemas marinos más importantes del mediterráneo,
como las praderas de Posidonia, además aunque se ha mejorado mucho la
eficiencia energética de las plantas, aún tienen un elevado consumo
energético”.
Uso Domestico
El agua
potable, que se suministra en las redes urbanas proviene de ríos y fuentes, que
son también, vías de desecho para la industria y la agricultura. Por tal motivo
contiene metales como plomo, cal, flúor, etc. que se depositan en el organismo,
haciéndolo envejecer prematuramente.
También,
puede contener microorganismos nocivos como nitratos,
nitritos que generalmente provienen de la descomposición de sustancias
orgánicas de animales muertos.
Para hacer
que esta agua sea apta para el consumo humano, se requiere un proceso químico (generalmente
con cloro) en enormes plantas de tratamiento. Pero, al hervirse el agua, el
vapor se separa de las sales, iones y minerales que contiene al condensarse.
Por lo que no es necesario un tratamiento químico, ya que tampoco contiene
patógenos; a 149 grados el agua esta pasteurizada
Uso Industrial
Al hervir el
agua de mar a altas temperaturas en las calderas. La sal (3.5 gr./litro)
obtenida sale apta para el consumo humano o industrial.
El 55% de la
sal es cloro. Usado en el tratamiento de agua
potable, refinación de metales, elaboración de plásticos, producción de
agroquímicos, fármacos, insecticidas, colorantes, tintes, etc.
Contiene 30%
de sodio, usado para aleaciones, fabricación de desodorantes, refrigerante,
detonantes para gasolina, fabricación de células fotoeléctricas, etc.
Existen
también en la sal concentraciones de cobre (2 mg/kg), plomo (2 mg/kg), arsénico
(0,5 mg/kg), cadmio (0,5 mg/kg).
El uso de
agua destilada resulta además, mas conveniente para la producción de cobre.
“Minera Michilla S.A., es una empresa pionera
en el uso de agua de mar en sus procesos productivos de cobre y en la
elaboración de agua potable para consumo humano dentro de la mediana y gran
minería. Esta tecnología no sólo les permite producir cátodos de cobre de la
mayor calidad, sin contaminación de cloro (hecho certificado por la Bolsa de Metales de
Londres), sino que además los abastece de agua para el consumo humano”.
Uso Agrícola
La provincia
de Islay, en Arequipa, Perú. Sólo cuenta con el río Tambo, que es de poco e
insuficiente caudal para abastecer las necesidades primarias de la población,
así como también de alimentación, salud, agricultura, etc. Por tal motivo el
caudal de este rió, se ha convertido en motivo de disputa con el vecino departamento
de Moquegua y con el proyecto minero “Tía María”. Que además de agua, requerirá
85 MW en su primera etapa, cifra que aumentara cuando el proyecto se
desarrolle.
Islay, cuenta
con 306.000
hectáreas de pampas eriazas, de de las cuales, 138,900
pueden ser aprovechables para la agricultura.
Produciendo 500,000 m3 de agua pura al día y asignando 20m3
de agua semanal por hectárea. Se podrían
irrigar 175,000
hectáreas a la semana.
(500,000 X 7
días = 3'500,000
M3 / 20 hectáreas = 175,000), frente a las 138,900 hectáreas
aptas para la agricultura existentes solo en la provincia de Islay. Pudiendo generar
cerca de 600,000 empleos.
Todo esto,
tomando como punto de referencia al proyecto Majes-Siguas II, que consta de 60,000 hectáreas ,
pero que por la falta de agua, solo se planean habilitar 40,000 hectáreas ,
que se estima, generara 150,000 empleos.
