Voces Universitarias | Por Dra. Estela Cerezo Acevedo*
Posiblemente las energías renovables más conocidas son la Energía Solar y la Energía Eólica pero también encontramos en los océanos un gran potencial de energía que se puede aprovechar. Los sistemas renovables de aprovechamiento de la energía del Océano se clasifican, dependiendo de la fuente de energía, en seis categorías: mareas, corrientes de mareas, corrientes marinas, olas, gradiente salino y gradiente térmico; de éstas, se pueden aprovechar en el mar Caribe Mexicano las corrientes marinas, el gradiente salino y el gradiente térmico. En esta ocasión nos enfocaremos en la descripción del uso y aprovechamiento del gradiente térmico.
El gradiente térmico marino puede ser utilizado para generar electricidad utilizando la diferencia que existe entre la temperatura superficial del mar y la del agua marina a cierta profundidad. Dicho gradiente de temperaturas se genera debido a que el océano absorbe hasta el 80% de la energía térmica irradiada por el sol, sin embargo, el agua más cercana a la superficie es la que absorbe la mayor cantidad de energía, reflejándose así una disminución en la temperatura conforme aumenta la profundidad.
Existen, de forma general, dos tipos de plantas que pueden generar energía eléctrica utilizando el gradiente antes mencionado: de ciclo abierto y de ciclo cerrado. En las plantas de ciclo abierto, el agua tibia superficial del mar es evaporada y el vapor mueve los álabes de una turbina-generador, produciendo así energía eléctrica, el vapor que sale de la turbina es convertido en líquido utilizando el agua de mar fría extraída de aproximadamente entre 700 y 1000 m. Las plantas de ciclo cerrado utilizan sustancias distintas del agua de mar, históricamente se ha utilizado amoniaco o freón, actualmente se sustancias más amigables con el medio ambiente, esta sustancia se vaporiza con la temperatura del agua superficial del mar y ésta, al convertirse en gas, se introduce en una turbina conectada al generador eléctrico. Posteriormente, el gas es condensado con el agua fría de mar que fue bombeada de las profundidades, promedio anual en el Caribe Mexicano. El condensado es bombeado de nuevo para volver a ser evaporado y continuar el ciclo.
Las mejores zonas son donde el gradiente térmico de la columna de agua sea mayor a 20°C; es por esto que países que se encuentran ubicados cerca del Ecuador tienen mayor potencial. Sin embargo, no es una limitante pues Japón ya cuenta con una planta pre-comercial de 100 kW. México posee aguas oceánicas con características óptimas para aprovechar este tipo de energía, el Mar Caribe cuenta con una temperatura promedio superficial de 27°C y temperatura promedio del agua profunda 7°C.
La idea de explotar la energía térmica de los mares tiene más de un siglo: el físico francés Arsène d'Arsonval la conceptualizó en septiembre de 1881 y los trabajos de George Claude la materializaron. En 1928 Claude produjo 60 kW con una diferencia de temperatura de 20°C. En 1930 instaló una turbina en Cuba produciendo durante once días 22 kW antes de que una tormenta destruyera la tubería de agua fría. Actualmente, a nivel mundial, existen plantas pre-comerciales en Japón, Corea del sur y Estados Unidos.
En México, gracias al apoyo del Centro Mexicano de Innovación en Energía Océano, en la Universidad del Caribe se diseñó y se instala el primer prototipo mexicano de planta mareotérmica que aprovechará el gradiente térmico del mar Caribe para producir 1kW de electricidad. De esta forma se promueve el uso de nuevas fuentes de energía que contribuyan con la reducción de la dependencia energética de combustibles fósiles y la disminución de la emisión de gases de efecto invernadero. Además, este tipo de plantas ofrecen otros beneficios, como la producción de agua dulce por medio de un sistema de desalinización, la implementación del agua en invernaderos y sistemas de aire acondicionado que aprovechen la temperatura del agua fría extraída de las profundidades del mar.
*Profesora-Investigadora del Departamento de Ciencias Básica e Ingenierías, de la Universidad del Caribe.
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