Energía del océano

Una fuente de energía es aquella que puede proporcionar constantemente suficiente energía utilizable durante un largo período de tiempo. La energía puede clasificarse como fuentes de energía renovables y fuentes de energía no renovables o clasificarse como fuentes de energía convencionales y fuentes de energía no convencionales. La energía es la fuerza de un cuerpo para realizar un trabajo. Sin recursos, ninguna acción puede llevarse a cabo. Como resultado, la energía es necesaria en todos los aspectos de la vida.

Clasificación de las Fuentes de Energía:

1. Fuentes de energía convencionales: Los combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural), la energía hidroeléctrica (energía del agua que fluye a través de los ríos), la energía de biomasa y la energía eólica son ejemplos de fuentes de energía que se usan ampliamente y satisfacen una parte significativa de nuestras necesidades energéticas.
2. Las fuentes de energía no convencionales son aquellas que no se utilizan tanto como las tradicionales y solo satisfacen una pequeña parte de nuestras necesidades energéticas. Este grupo incluye la energía solar, la energía oceánica (energía mareomotriz, energía undimotriz, energía térmica oceánica, OTE), la energía geotérmica y la energía nuclear.

Analicemos una de las fuentes de energía no convencionales, es decir, la energía del mar como:

Energía del Mar

Debido al enorme volumen de agua y al movimiento de las olas, los mares, océanos y otros cuerpos de agua son una fuente de energía cinética y potencial. Los océanos cubren alrededor del 71% de la superficie de la Tierra. Debido a su alto calor específico, la enorme cantidad de agua presente en ellos no solo actuó como un gran colector de energía térmica solar sino también como un gran almacén de la misma. Como resultado, el agua del océano se puede utilizar como fuente de energía renovable.

Las mareas son subidas y bajadas periódicas del nivel del agua que se producen dos veces cada día lunar. En los días de luna nueva y luna llena, hay mareas altas; de lo contrario, hay mareas bajas. Las fuerzas gravitatorias de la luna y el sol sobre el agua del océano provocan que se produzcan estas mareas. La diferencia en los niveles de las mareas genera energía térmica oceánica.

Se construye una presa de marea para capturar su energía, y el agua del océano está confinada por una barrera. Luego se permite que esta agua caiga en una turbina de agua, transformando la energía cinética del agua que fluye en energía mecánica, que finalmente se convierte en energía eléctrica. La diferencia en los niveles de las mareas debe ser de alrededor de 3 m. Las mareas no se forman todo el tiempo. 

La energía del mar tiene un potencial energético significativo, pero comercializarla de manera eficiente es difícil. El mar puede proporcionar las siguientes formas de energías:

Tipos de Energía del Mar

1. Energía Térmica Oceánica: La Energía Térmica Oceánica es la energía disponible como resultado del diferencial de temperatura entre las profundidades más profundas del océano y su superficie. Durante el día, el agua en la superficie del mar está caliente, mientras que el agua en un nivel más bajo está fría. La diferencia de temperatura entre los niveles de agua se puede utilizar para producir electricidad. La energía térmica oceánica se puede capturar si la diferencia de temperatura es superior a 20 °C, entonces esa ubicación se puede utilizar para generar energía térmica oceánica. Un líquido volátil, como el amoníaco, se hierve utilizando el calor de la superficie del agua. El vapor del líquido volátil se utiliza para impulsar el motor, que genera electricidad. El ciclo se repite utilizando agua más fría del suelo para condensar el vapor de amoníaco, que luego se canaliza de regreso a la superficie.
2. Energía de las mareas: la subida del agua del océano debido a la atracción de la luna se conoce como marea alta, y la caída del agua del océano se conoce como marea baja. La energía mareomotriz es una gran cantidad de energía generada por el tremendo movimiento del agua causado por las mareas altas y bajas. A través de la construcción de una presa o dique de marea, se puede aprovechar esta energía de las mareas. El movimiento del agua se puede utilizar para producir energía a medida que regresa al océano. Solo se puede encontrar cerca de la orilla del mar.
3. Energía de las olas: Las olas también se pueden utilizar para generar electricidad. La energía de las olas se refiere a la energía producida por las olas del mar a alta velocidad. En realidad, la energía cinética asociada con estas olas marinas de alta velocidad se puede utilizar para impulsar dínamos que convierten la energía cinética en energía eléctrica. Para generar energía de las olas, se están desarrollando y probando una variedad de dispositivos. Una torre hueca, por ejemplo, se construye cerca de la orilla del mar. El aire es forzado hacia arriba cuando el agua brota a través del tubo debido a la ola. Una turbina es impulsada por la energía cinética del aire en el tubo. Cuando la ola rompe, el aire de arriba ingresa al tubo, que a menudo se usa para impulsar la turbina.
4. Energía geotérmica: ‘Geo’ significa Tierra y ‘térmico’ significa caliente. La energía térmica producida y depositada dentro de la corteza terrestre se conoce como energía geotérmica. Debido al mecanismo continuo de fusión nuclear, el núcleo de la Tierra mantiene la misma temperatura que el Sol, que es casi constante. Debido a la alta temperatura y presión, algunas rocas se derriten, lo que hace que el manto se eleve (ya que se vuelven más livianas con el calor). Las rocas fundidas que se forman en la corteza terrestre son empujadas hacia arriba y quedan atrapadas en un área conocida como «punto caliente». El vapor se genera cuando el agua subterránea entra en contacto con el punto caliente. Esta área formada por agua caliente a veces busca salidas en la superficie. Las aguas termales se forman cuando el agua caliente brota de una de estas salidas.

Aplicaciones de la Energía del Mar

1. Generación de electricidad: dentro de un radio de dos millas de la reserva geotérmica, generalmente se construyen plantas de energía geotérmica. El vapor de estas reservas se utiliza para hacer girar directamente las turbinas de un generador eléctrico o para calentar agua y luego generar vapor para la operación.
2. Agricultura: en climas más fríos, la energía geotérmica se usa para calentar invernaderos o el agua se usa para riego.
3. Industria: La energía geotérmica se utiliza en la industria para la deshidratación de alimentos, pasteurización de leche, extracción de oro y otros procesos.
4. Calefacción: la energía geotérmica se utiliza para calentar edificios mediante sistemas de calefacción urbana, en los que el agua caliente de los manantiales se canaliza directamente a las estructuras.

Ventajas de la Energía del Mar

• La energía geotérmica es un recurso renovable que es gratuito y abundante. Este recurso es inagotable e infinito durante aproximadamente 4 mil millones de años debido al flujo constante de calor de la Tierra.
• A diferencia de los combustibles fósiles, la energía geotérmica no contamina y es segura para el medio ambiente, ya que no se liberan gases nocivos cuando se utiliza. Además, no hay residuos ni subproductos.
• Las plantas de energía geotérmica son altamente sofisticadas y requieren un estudio extenso antes de la construcción. Esto crea una gran cantidad de puestos de trabajo para trabajadores calificados y no calificados en cualquier nivel de producción y gestión.
• La energía geotérmica se puede usar directamente en países fríos para derretir hielo en carreteras, calentar casas en invierno, invernaderos, baños públicos y otras aplicaciones. El costo de mantenimiento y reparación es insignificante, a pesar del alto costo inicial de instalación.

Desventajas de la Energía del Mar

• La energía geotérmica, a diferencia de los combustibles fósiles, es difícil de transportar. Una vez que se ha aprovechado la energía aprovechada, solo se puede usar de manera efectiva en las inmediaciones. También existe el riesgo de que se emitan gases venenosos al medio ambiente como resultado de la transmisión.
• La construcción de plantas de energía geotérmica para extraer vapor de las profundidades de la Tierra requiere una inversión significativa tanto en capital material como humano.
• Se necesita una investigación exhaustiva antes de establecer una planta, ya que los sitios pueden quedarse sin vapor con el tiempo debido a una caída de temperatura como resultado del suministro excesivo o errático de agua de entrada.
• La energía geotérmica solo está disponible en unas pocas áreas, algunas de las cuales son extremadamente difíciles de alcanzar, como montañas de gran altura y terrenos rocosos, lo que hace que el proceso no esté disponible económicamente en muchos casos.
• Dado que los sitios geotérmicos se encuentran a gran profundidad bajo tierra, el proceso de perforación puede provocar la liberación de gases altamente tóxicos en el medio ambiente alrededor de estos sitios, lo que puede ser fatal para los trabajadores involucrados.

Problemas de muestra

Problema 1: ¿Qué es la energía?

Solución:

La capacidad para hacer trabajo o la potencia general generada a partir de nuestros recursos naturales se conoce como energía. La energía viene en una variedad de formas y puede transformarse de una a otra. La energía en forma utilizable se disipa como una forma menos utilizable en el medio ambiente.

Problema 2: Dé dos ventajas y dos desventajas de la energía de las mareas.

Solución:

Ventajas de la Energía Mareomotriz:

• Es una fuente de energía inagotable y respetuosa con el medio ambiente.
• Tiene bajos costos de operación y mantenimiento.

Desventajas de la energía mareomotriz:

• Hay muy pocos sitios en todo el mundo que sean adecuados para la construcción de diques de marea.
• La subida y bajada del agua del mar durante las mareas altas y bajas no es suficiente para generar electricidad a gran escala.

Problema 3: ¿Cuáles son las limitaciones de la energía de las olas?

Solución:

Las limitaciones de la energía de las olas son:

• Tiene una influencia negativa en las formas de vida marina.
• La intensidad de las olas del mar es variable.

Problema 4: ¿Cuáles son las ventajas de la Energía Térmica Oceánica?

Solución:

Las ventajas de la Energía Térmica Oceánica son:

• Se puede utilizar de forma continua las 24 horas del día durante todo el año debido al sol y las corrientes marinas.
• Es una fuente de energía renovable
• Su uso no genera contaminación.
• La mezcla de agua de mar profunda y poco profunda extrae nutrientes del fondo del mar. El agua profunda es rica en nitratos y esto también se puede utilizar en la agricultura.

Problema 5: ¿Define una buena fuente de energía?

Solución:

Una buena fuente de energía es aquella que haría una gran cantidad de trabajo por unidad de masa (o por unidad de volumen), es barata y fácil de conseguir, es fácil de almacenar y transportar, es segura de manejar y usar, y no causa contaminación ambiental.