cienfuegos

Desafíos Tecnológicos en Generación
Mareomotriz

Rodrigo Cienfuegos, Profesor Asistente
Maricarmen Guerra, Ingeniera de Proyectos
Nils Lindeen, Estudiante MSc

Departamento de Ingeniería Hidráulica y Ambiental
Escuela de Ingeniería
Pontificia Universidad Católica de Chile
Mayo 2011

Desafíos Tecnológicos en Generación
Mareomotriz
Fondef D09I1052 : Evaluación del Recurso EnergéticoAsociado a
Corrientes Mareales para la Selección e Implementación de
Dispositivos de Recuperación de Energía
Beneficiarios
P. Universidad Católica de Chile
Instituto Nacional de Hidráulica

Empresas Asociadas
HydroChile S.A.
DICTUC S.A.

Contenidos de la Presentación

1. Qué es la energía mareomotriz

2. Desarrollos tecnológicos en curso y proyecciones
futuras

3. Desafíosespecíficos para Chile

Qué es la Energía Mareomotriz

ES POSIBLE EXPLICAR EL 90% DE LAS
FLUCTUACIONES DE NIVELES Y CORRIENTES DE
MAREA EN UN SITIO ESPECIFICO POR
CONSIDERACIONES ASTRONOMICAS (ALTAMENTE
PREDECIBLE PERO VARIABLE EN EL TIEMPO)

Qué es la Energía Mareomotriz
La marea es forzada por interacciones Tierra-Sol-Luna pero se
propaga como una onda

Amplitud de la componente marealM2. Fuente : R. Ray, 2007. Topex/Poseidon : Revealing
hidden tidal energy (GSCF, NASA)

Qué es la Energía Mareomotriz
Condiciones para amplificación local
Resonancia

Período Natural : Tn 

Bahía de Fundy, Canadá

~16m

Fuerza de Coriolis

2 Lb
gh
Canal de Chacao

~6m

Mont Saint Michel, Francia

~12m

Qué es la Energía Mareomotriz
Las diferencias de nivel producengradientes de presión
 Generación de corrientes
 Flujo instantáneo de energía cinética a
través de una sección  Potencia
P(t )  
A

U2 
1
1
ˆ

V  n dA    U 3 dA  AU 3
2
2 A
2

 Concepto de densidad de potencia kW/m2 :

 Potencia media teóricamente aprovechable

P(t ) 1
 U 3
A
2
P(t )

kW/m2 :

A

1 1
 
2 T

t T

U 3dt

t

Interesante enzonas de poca profundidad (20-60m) y velocidades peak
> 2m/s

Qué es la Energía Mareomotriz
¿ Y si generamos energía a partir de las corrientes mareales ?

Ventajas
 Energía limpia y renovable
 Altamente predecible
 Densidad del agua de mar 1.000 veces mayor que el aire
Desafíos
 La hidrodinámica mareal puede verse alterada (límites de extracción)
 Puede tener consecuenciasambientales (zonas protegidas o rutas
navegables)
 Costos de construcción y mantención altos, bajo factor de planta

Contenidos de la Presentación

1. Qué es la energía mareomotriz

2. Desarrollos tecnológicos en curso y proyecciones
futuras

3. Desafíos específicos para Chile

Desarrollos en Curso

ALGUNOS DESARROLLOS TECNOLOGICOS DE
GENERACION DE ENERGIA ELECTRICA ESTAN
ENTRANDOEN FASE PRE-COMERCIAL (LA
TECNOLOGIA NO ES MADURA, FALTA MUCHO
CAMINO POR RECORRER ~ EOLICO 30 AÑOS ATRAS)

Desarrollos en Curso
Tipos de Aprovechamientos

Represamiento
con barrera

Turbinas a eje
horizontal

Turbinas a eje
vertical

Desarrollos en Curso
Turbinas Hidrocinéticas

Turbina
horizontal en
ducto (venturi)

Turbina
horizontal en
corriente
abierta

En amboscasos la potencia depende del diámetro D

Desarrollos en Curso
Tipos de Anclajes

Gravedad

Monopila

- Difícil preparación del
fondo

- Necesidad de
perforación

- Erosión
- Pesado y costoso
- Rotor situado más
cerca del fondo (menor
energía)

- Instalación
desde un jackup
limita la
profundidad a
50m

Multipila
- Necesidad de
perforación
- Más costoso
que monopilapero puede ser a
mayor
profundidad

Flotante
- Fuerza de flotación dificulta la
estabilidad
- Problemas con la flexibilidad y
resistencia de los cables
- Costos de mantención más
importantes

Desarrollos en Curso
Capacidad Instalada Actual a Nivel Mundial

Fuente: International Energy Agency (IEA). “Annual Report 2010: Implementing
Agreement on Ocean Energy Systems”, 2010....