La turbina mareomotriz más grande del mundo funciona: así dará luz barata a 2.000 hogares gracias a las mareas

Las placas solares y los aerogeneradores son una parte fundamental del mix energético en España, pero hay un enorme potencial por explotar en la energía que pueden generar las oscilaciones que producen las mareas y las olas del mar. Proyectos como Mersey Tidal Power, una presa capaz de generar luz para un millón de hogares gracias a las mareas, son la avanzadilla de una tecnología que se está poniendo a prueba especialmente cerca de las costas de Canarias, País Vasco y Reino Unido.

En este último caso, hay un referente ineludible. Se trata de 02, de la empresa Orbital Marine Power, que desde 2021 está instalada en las islas Orcadas (Escocia) y es la turbina de energía mareomotriz más grande del mundo. Ante la previsión de que este tipo de instalaciones crezcan en número, potencia y capacidad en los próximos años, un equipo de investigadores británicos ha estudiado con drones y embarcaciones cómo le afectan las fuertes y complejas corrientes de la zona, que llegan a los 8 nudos de velocidad (más de 4 metros por segundo). 

En un estudio publicado en Nature, investigadores de la Universidad de Plymouth, la Asociación de Biología Marina (MBA) y la Universidad de las Highlands e islas Shetland (UHI) exponen, entre otras cosas, cómo influyen los cambios en los flujos de las mareas en el rendimiento del dispositivo. El otro enfoque de su trabajo tiene que ver con cómo la estela de esta gigantesca planta mareomotriz, de más de 70 metros y diseñada para producir 2 MW, repercute en la colocación de otras turbinas y en los hábitats marinos que la rodean.

Energía de las mareas

Aunque todavía está en fase experimental, la energía mareomotriz tiene un potencial inmenso. No sólo porque el agua es más de 800 veces más densa que el aire, con lo que las turbinas generan mucha más energía que los aerogeneradores del mismo tamaño, sino porque las mareas son regulares y predecibles, lo que soluciona el problema de intermitencia y dependencia de las condiciones climáticas que plantean la fotovoltaica y la eólica, por ejemplo.

El equipo detrás de este estudio está convencido de que esta tecnología podría satisfacer hasta el 11% de la demanda anual de electricidad del Reino Unido. Por eso quieren estudiar con detalle todo lo que puede afectar a la manera en que estas plataformas generan energía y su impacto en el medioambiente.

El operador de uno de los drones DJI utilizados para el estudio de la turbina Orbital O2 University of Plymouth Omicrono

Para llevar a cabo sus investigaciones, el equipo de ingenieros y biólogos utilizó distintos tipos de embarcaciones y un cuadricóptero DJI Phantom 3 Advanced, con grabación de vídeo de resolución 2K a 30 Hz. Esta aeronave controlada a distancia por un piloto y apoyada por un observador permitió "realizar mediciones del flujo cerca y por encima del O2, complementando así las observaciones desde embarcaciones que tenían que mantener una distancia segura a la plataforma", señalan en el estudio.

Los estudios aéreos con drones consistieron en múltiples sobrevuelos a unos 65 metros de altura "para caracterizar el flujo de entrada y su estela a través de los estados de marea". La plataforma, conectada a la red del Centro Europeo de Energía Marina (EMEC) y anclada mediante cabos de amarre al lecho marino, flota en una de las zonas más turbulentas y complejas de los mares que rodean Reino Unido.

"Realizar estudios oceanográficos en una de las corrientes de marea más potentes del mundo, donde las corrientes pueden superar los 8 nudos, es a la vez estimulante y desafiante", afirma en un comunicado de prensa Lilian Lieber, ecóloga de la Marine Biological Association y autora principal del artículo.

"Sin embargo, recopilar datos en estos entornos turbulentos es crucial para abordar algunas de las complejidades a las que se enfrenta hoy el sector de la energía mareomotriz. La colocación óptima de estas turbinas en canales estrechos rodeados de islas es una tarea compleja, pero nuestros novedosos métodos han proporcionado información sólida sobre los flujos turbulentos y las estelas".

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En anteriores estudios, los investigadores descubrieron por ejemplo que la estela de la turbina generaba un punto de alimentación predecible para las aves marinas cercanas. Eso sí, si otras turbinas se instalaban demasiado cerca, algunas especies de fauna marina podrían verse perjudicadas, restringiendo sus movimientos. Los drones también sirvieron, entre otras cosas, para descubrir cómo un grupo de orcas pasaba junto a la turbina y al que no parecía afectar su presencia.

Cómo funciona la turbina O2

La O2 de Orbital Marine Power comenzó su construcción en la segunda mitad del año 2019 y ha involucrado a empresas de todo el Reino Unido. La parte de la siderurgia y de los trabajos de montaje principales se realizaron en Escocia -de donde es la propia Orbital-, las anclas se fabricaron en Gales y las palas de la turbina en el sur de Inglaterra.

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La fase de fabricación se dio por concluida en abril de 2021, cuando el Orbital O2 partió del puerto de Dundee, situado en la costa este escocesa y a unos 120 kilómetros de Glasgow, la capital.

La turbina de mareas tiene un peso de 680 toneladas y la operativa para trasladarla desde los astilleros hasta el mar fue un auténtico reto logístico, que necesitó la participación de una barcaza sumergible y un remolcador.

La turbia Orbital O2 preparada para su instalación Orbital Marine Power Omicrono

Este último fue el encargado de llevar la turbina a las islas Orcadas, donde se puso en marcha antes de conectarse al Centro Europeo de Energía Marina (EMEC), donde se convirtió en "la turbina de mareas más potente del mundo", según informó la propia Orbital. El funcionamiento, desde el punto de vista mecánico, es muy simple y no se diferencia mucho al de un aerogenerador. Se trata de mover las palas de la turbina con las corrientes de las mareas, un movimiento que se transforma directamente en energía tras pasar por las estaciones eléctricas correspondientes.

La particularidad de la Orbital O2 es que, sencillamente, es inmensa. Según los datos que manejan desde la propia compañía, "la turbina es capaz de generar suficiente electricidad limpia y predecible para satisfacer alrededor de 2.000 hogares del Reino Unido y compensar aproximadamente 2.200 toneladas de producción de dióxido de carbono al año".

La turbina Orbital O2 Orbital Marine Power Omicrono

Cuenta con una potencia nominal de 2 MW que se genera a través de un par de turbinas de 20 metros de diámetro cada una, dispuestas a ambos lados del tubo central. Ambos conjuntos de hélices se han diseñado para trabajar en los dos sentidos de la marea y están conectados con la estructura central, de 74 metros de longitud, con un par de brazos plegables de 18 metros.

Según la compañía, está previsto que en breve se le sume "otra turbina comercial en el marco del proyecto europeo FORWARD2030, cuyo objetivo es combinar la energía mareomotriz flotante, la generación eólica, la exportación a la red, el almacenamiento en baterías y la producción ecológica de hidrógeno". En la cercana Westray, otro proyecto de Orbital pretende llegar a los 30 MW gracias a 12 de sus turbinas O2.