La Energía Maremotérmica, es aquella que se utiliza para la generación de la energía o de la electricidad para dar funcionamiento a una máquina o equipo de trabajo útil. En el siguiente artículo conoceremos más sobre este tipo de energía renovable ya que la misma es producida por las diferencias de las aguas oceánicas que son las profundas, las cálidas y las frías.
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La Energía Maremotérmica
La llamada Energía Maremotérmica la cual es también conocida como la Ocean Thermal Energy Conversion en el idioma ingles, que traducido significa conversión de energía térmica oceánica, que es también abreviada como OTEC u OTE, se trata de un tipo de energía renovable que llega a utilizar las diferencias entre las aguas oceánicas que son:
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Profundas
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Más Frías
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Las Superficiales
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Más Cálidas
Para llegar a mover a una máquina térmica y llegar a producir el trabajo útil, que por lo general es en una forma de electricidad. Esta fue originalmente concebida por el famoso y reconocido físico francés llamado Arsène d’ Arsonval.
Hasta los momentos ha llegado a tener el problema del rendimiento, sin embargo, los nuevos diseños en cuanto a los intercambiadores y también a los otros dispositivos térmicos son los que hacen que éste tipo de energía se aproxime al máximo teórico.
La absorción de la energía solar por medio del mar, tiende a dar lugar a que el agua de la superficie tenga un nivel térmico que es superior al de las capas inferiores, llegando a variar hasta los 25ºC desde la superficie es decir que puede ir desde los 25 hasta los 30ºC a unos 1.000 metros de profundidad que son unos 4 ºC, siendo esta la clase diferente de temperatura de forma constante a lo largo del año.
Para llegar a aprovechar este tipo de gradiente térmico se llegan a emplear los motores térmicos, que suelen funcionar entre dos focos de calor; el primero es el foco caliente a la temperatura del agua superficial que se conoce como (Tc) y el segundo es el foco frío o también el punto a menos temperatura por las siglas (Tf).
Los Principios Básicos
En las diferentes áreas del mundo el agua posee diversas clases de temperaturas las cuales van dependiendo de la profundidad en que se lleguen a encontrar, en especial en los trópicos, que es en donde pueden llegar a distinguirse unas 3 capas térmicas que son:
La Superficial
Esta es la que va de unos 100 a 200 metros de espesor, es también la que actúa como una especie de colector de calor, con las temperaturas que oscilan entre los 25 y 30 °C.
La Intermedia
Esta capa es la que va entre los 200 y 400 metros de profundidad, con una clase de variación de forma rápida de la temperatura y también es la que actúa como una clase de barrera térmica entre las capas que están en la parte de arriba y la profunda.
La Profunda
En esta capa es en donde la que la temperatura llega a disminuir de forma suave hasta llegar a alcanzar los 4 °C a unos 1.000 metros y puede también llegar a alcanzar los 2 °C a unos 5.000 metros de profundidad.
De esa manera, utilizando el agua superficial para llegar a calentar un líquido con un punto de ebullición que sea bajo que es lo mismo usando un intercambiador de calor, este se llegaría a transformar en el vapor que también es el que podría llegar a mover una especie de turbina para poder generar la electricidad. Posteriormente, este tipo de vapor se va a enfriar en otro intercambiador de calor que entra en contacto con el agua fría de las profundidades para de esa manera después reiniciar el ciclo de la generación.
Características
Entre las características de la energía maremotérmica tenemos las siguientes:
Primera Característica
Esta es una especie de energía inagotable puesto que se encuentra relacionada con los grandes procesos climatológicos; no obstante, los lugares que tienden a ser favorables para la instalación, suelen ser caracterizados por una gran temperatura superficial del agua la cual debe de ser muy elevada, estos no son muy numerosos; pero si son posible.
Sin embargo, se deben de evitar en cierta medida esta o toda aquella condición que va aumentando la temperatura de la capa caliente la cual es aprovechada ya que va impidiendo la evaporación por medio de las delgadas capas de aceite, etc., o también utilizando las instalaciones flotantes.
Segunda Característica
El tipo de rendimiento teórico máximo de Carnot, como se ha llegado a ver, suele ser muy bajo, de unos 0,073 si el agua caliente se encuentra a los 28 °C y la fría si está a unos 6 °C; que son 0,086 para el agua caliente a unos 30 °C y la fría debe de ser de 4 °C.
Tiende a ser indispensable, por lo tanto, el acercarse lo más posible a la reversibilidad que es el ciclo con los numerosos pasos de evaporación-condensación, y viceversa y llegar a hacer que la parte de la energía que es consumida por las instalaciones auxiliares que es el extractor de los gases disueltos y también las bombas de circulación se reduzca al mínimo.
Tercera Característica
La turbina debe de ser de unas grandes dimensiones y esto es lo que impone como consecuencia una baja velocidad de rotación para que la diferencia de la tensión del vapor entre el condensador y el evaporador llegue a ser pequeña; para poder obviar esto se ha llegado a proponer el llegar a emplear un tipo de fluido auxiliar, como por ejemplo el amoniaco, de la cual cuya tensión de vapor tiende a variar con la temperatura mucho más rápido que la del agua.
Cuarta Característica
Aunque en las condiciones de la actualidad de la economía mundial una clase de central térmica de forma semejante no parece llegar a ser muy competitiva, ya que esta es la que presenta la muy interesante particularidad de poder llegar a producir unas grandes cantidades de agua dulce de aproximadamente unas 300 Ton/hora en una central de unos 3,5 MW.
Por otro lado, el agua que es profunda se llega a utilizar para poder refrigerar el condensador, esta es la que saldría de la instalación a la temperatura de unos 16 °C que tienden a ser unas 18.000 Termias/hora en el caso que e mencionado y que sería por lo tanto utilizable como el agua de refrigeración en las determinadas industrias.
Las Ventajas de la Energía Maremotérmica
Entre las ventajas de la utilización de dicha energía que es catalogada como una energía renovable mencionaremos unas 6 ventajas de su utilidad que son:
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Esta utiliza las fuentes de energía limpias y también las renovables. El agua caliente que se encuentra en la superficie y el agua fría ubicada en el fondo del océano son las que reemplaza la utilización de los combustibles fósiles.
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La producción del dióxido de carbono y también en las de otras sustancias químicas que son las que contribuyen al calentamiento global y de la misma forma la lluvia ácida tiende a ser mínima o casi nula.
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Los sistemas y las centrales maremotérmicos son los que producen el agua potable y también la electricidad.
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Esta es la que da la cantidad de energía solar que es acumulada sobre las capas superficiales en el océano por lo que podrían llegar a cubrir la gran parte de la mayoría de las necesidades energéticas de toda la humanidad.
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Esta energía es la que ayuda a reducir la utilización y también aquella dependencia de los combustibles fósiles que suelen ser importados.
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El agua fría encontrada en el fondo oceánico es la utilizada en la producción de la energía maremotérmica ya que esta puede llegar a ser empleada para la producción del aire acondicionado en los edificios, en la alimentación de los peces y de los crustáceos, en las algas y también de las plantas marinas.
Las Desventajas de la Energía Maremotérmica
Entre las desventajas del uso de la Energía Maremotérmica mencionaremos unas 3 que son:
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En cuanto a los costos de las plantas maremotérmicas son los que tienden a superar los costos que son requeridos al llegar a emplear los combustibles fósiles para la producción de la energía.
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Las plantas maremotérmicas deben de llegar a ser ubicadas en las áreas de las cuales cuya variación de la temperatura a lo largo del año llegue a ser de unos 20ºC.
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La construcción de las centrales y también de las tubería que son requerida para el buen funcionamiento del sistema puede llegar a afectar a los arrecifes coralinos y también a todos los ecosistema costeros que se encuentren en sus alrededores.
Ciclos de la Energía Maremotérmica
La transformación de la energía térmica en la energía eléctrica, se suele llevar a cabo por medio del llamado ciclo de “Rankine” que es el ciclo termodinámico en el que se llegan a relacionar el consumo de calor con la producción del trabajo, en el que 1 líquido se llega a evaporar para de esa manera poder pasar después a una turbina. El ciclo puede llega a ser abierto o cerrado.
El Ciclo Abierto
Es en donde utilizan de forma directa el agua del mar. El agua de la energía maremotrémica superficial se llega a evaporar a una baja presión y es la que acciona las turbinas. Luego se devuelve al mar en donde se licúa nuevamente.
El Ciclo Cerrado
Esta es en la que se utilizan los fluidos de bajo punto de ebullición, tales como el:
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Amoniaco
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Freón
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Propano
El calor de las aguas de la superficie es el ciclo cerrado el cual es lo suficiente para llegar a evaporarlos. El vapor que es generado se llega a utilizar para poder mover las turbinas, y de esa forma posteriormente llega a ser enfriado usando el agua de las capas profundas, con lo que el ciclo se llega a volver a iniciar.
Los componentes principales de 1 planta productora de la Energía Maremotérmica, son los siguientes:
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Evaporador
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Turbina
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Condensador de Energía Maremotérmica
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Tuberías y Bombas
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Estructura Fija o Flotante
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Sistema de Anclaje
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Cable Submarino para la central flotante
