Energía mareomotriz y dinámica litoral avanzada
Tabla de contenido
La energía de las mareas es un caso particularmente interesante porque combina astronomía, dinámica de fluidos y aprovechamiento energético. Las mareas no son simplemente «olas gigantes»: son oscilaciones de gran escala del nivel del mar generadas principalmente por la interacción gravitatoria de la Luna y el Sol con la Tierra, moduladas por la geometría de las cuencas oceánicas y la forma de la costa.
1. De dónde procede la marea #
La Luna ejerce una fuerza gravitatoria sobre la Tierra y el océano. Debido a que esta fuerza no es exactamente igual en todos los puntos del planeta y al movimiento orbital del sistema Tierra-Luna, se generan dos abultamientos de marea idealizados.
El Sol también contribuye. Cuando Sol, Tierra y Luna se encuentran aproximadamente alineados, las mareas vivas son más importantes; cuando forman aproximadamente ángulo recto, aparecen mareas muertas de menor amplitud.
La realidad costera es mucho más compleja porque la respuesta depende de la forma y profundidad de cada cuenca.
2. Por qué unas costas tienen más amplitud que otras #
La amplitud de marea depende de la geometría de la costa, profundidad, fricción, resonancia y conexión con la plataforma continental. En algunos estuarios y bahías la configuración puede amplificar mucho la oscilación del nivel del mar.
Por eso no basta con conocer la fuerza gravitatoria: la respuesta hidrodinámica de la cuenca es fundamental.
3. Cómo se transforma la marea en electricidad #
Existen dos grandes enfoques.
Presas o diques de marea #
Se aprovecha la diferencia de nivel entre una masa de agua embalsada y el mar. La energía potencial disponible depende del volumen de agua y del desnivel.
De forma simplificada:
$$ E \approx \rho g V h $$donde \(\rho\) es la densidad del agua, \(V\) el volumen desplazado, \(g\) la gravedad y \(h\) la diferencia de nivel.
Turbinas de corrientes de marea #
En lugar de aprovechar un desnivel, se aprovecha la energía cinética de las corrientes. Una expresión aproximada para la potencia disponible es:
$$ P \approx \frac{1}{2}\rho A v^3 $$donde \(A\) es el área barrida por la turbina y \(v\) la velocidad del flujo. El término cúbico muestra por qué pequeñas variaciones de velocidad pueden tener un efecto enorme sobre la potencia.
4. Ventajas y limitaciones #
La gran ventaja de la energía mareomotriz es su predictibilidad astronómica. Las mareas pueden calcularse con mucha más antelación que el viento o la nubosidad.
Sin embargo, la predictibilidad no implica producción constante. La potencia cambia a lo largo del ciclo de marea y las instalaciones requieren una localización adecuada.
También deben evaluarse impactos sobre sedimentos, ecosistemas, navegación y dinámica litoral.
5. Relación con la dinámica de la costa cantábrica #
En el Cantábrico, las mareas interactúan con oleaje, corrientes, viento y forma de la costa. En playas y estuarios, el nivel de marea modifica la zona intermareal y condiciona cuándo y dónde rompe el oleaje.
Una predicción costera útil debe combinar el nivel astronómico de marea con la marea meteorológica, producida por viento y presión atmosférica.
6. Presión atmosférica y nivel del mar #
Una zona de baja presión favorece un aumento del nivel del mar respecto al equilibrio hidrostático, mientras que una zona de alta presión tiende a reducirlo. El viento puede producir acumulación de agua contra una costa y generar variaciones adicionales.
Por ello, una pleamar astronómica no determina por sí sola el riesgo de inundación costera.