CENTRAL MAREOMOTRIZ DE TUNEL

Cuando finalicé mi trabajo sobre la central mareomotriz de triple uso, que está desarrollado en la parte baja de este blog, lo envié a amigos, conocidos,técnicos. especialistas en el tema de energía mareomotriz y a cualquiera otra persona que creía podría echarme una mano.

Como es fácil de entender en respuesta he recibido de todo: palabras de aliento, burlas y criticas (unas razonadas y otras no ), pero lo que mas me llamo la atención fue un comentario que me hizo un catedrático de la Universidad de Bristol que mas o menos me decía: " que era de alabar que la gente se preocupase de estos temas y que en particular el mio le parecía una buena idea, pero que para él, era como conseguir un vaso de agua para regar la huerta valenciana" y me remitió a un estudio hecho para la SDC ( Comisión de Desarrollo Sostenible ), un organismo de control independiente del Gobierno Británico para el desarrollo sostenible y que analiza la capacidad energética mareomotriz del Reino Unido y más en concreto la Bahía de Bristol/Cardiff, una bahía de casi 200 km de largo.

http://www.sd-commission.org.uk/publications/downloads/TidalPowerUK3-Severn_barrage_proposals.pdf

http://www.sd-commission.org.uk/publications/downloads/Tidal_Power_in_the_UK_Oct07.pd

Básicamente son estudios muy completos ( el ultimo del año 2007 ) de la construcción de una central mareomotriz de barrera ( como la ya existente en Francia en La Rance, pero en la bahía de Bristol) analizando todos los puntos de vista.

En este estudio han participado entre otros :

Black&Veatch como consultor principal.

Clive Baker como subconsultor en cuestiones técnicas y modelos.

ABPmer como subconsultor sobre los impactos ambientales y algunos aspectos sociales.

API Consulting como subconsultor en economía.

Econnect Consulting Ltd. como subconsultor sobre las consecuencias para la red con la ayuda de Graham Sindem del Instituto de Cambio Ambiental de Oxford.

Una de las conclusiones del estudio es que poniendo una central de barrera desde Cardiff a Weston se podría obtener una energía de unos 20 Twh ( así es Terawatios) mas o menos el 12 % de la energía que consume todo el Reino Unido en un año, y el coste aproximado sería ( en el año 2007 ) de unos 16.000 millones de Libras, aproximadamente unos 19.132 millones de Euros.



Bahía de Bristol, situación de la barrera estudiada.

En este informe no se cuestiona la parte económica, pues al parecer entraba dentro de los limites mas o menos normales, para una construcción que puede generar energía durante cientos de años, el gran problema insalvable era el impacto medioambiental ( aves, peces, sedimentación, calidad de las aguas, etc. ) paisajístico, turístico, marítimo, pesquero, etc.

El estudio se hace situando una barrera desde Cardiff, al norte en Gales, a Weston al Sur en Inglaterra, pero indudablemente la capacidad seria mucho mayor si se aprovechase toda el agua que penetra en la bahía de Bristol y para ello solo hay que imaginarse una barrera situada entre las puntas mas occidentales de la bahía y compararla con la barrera estudiada.

Así que partiendo de las siguientes premisas:

1ª Que potencialmente hay mucha mas energía que la que dice el informe del SDC

2ª Que, fuese cual fuese el sistema que se utilizase, había que anular el impacto medioambiental, paisajístico y marítimo, o reducirlo a unos valores que fuesen asumibles.

Había que encontrar un sistema que permitiese embalsar la cantidad suficiente de agua para que, teniendo en cuenta las diferencias de mareas que se producen en la bahía de Bristol ( y que van desde los 14 metros de la desembocadura del río Severn y un promedio anual de 8,5, hasta los mas de 5 metros de promedio anual que se alcanzan en la boca de la bahía) pudiésemos gestionarla de una forma eficiente y obtener energía del sistema. Un sistema que pudiese funcionar sin la cosntrucción de gigantescas barreras en estuarios y bahías, ni la construcción de instalaciones marítimos-portuarias.

Y esta nueva forma es construyendo túneles excavados en la costa y utilizados como espacio para el embalse del agua, es decir en aquella zona de la costa, en la que tanto la orografía como la amplitud o diferencia de las mareas sean adecuados, se construirá, ya sea mediante el uso de túneladoras o cualquier otro sistema, un túnel o sistema de túneles destinados al embalse del agua y que estarán comunicados con el exterior mediante, como mínimo, un túnel de entrada y salida del agua.

Esta tuneladora permite hacer túneles de 15 metros de diametro, sea cual sea el material a perforar.

El túnel o sistema de túneles, utilizado como embalse del agua deberá estar construido de forma que su nivel inferior se encuentre, como mínimo, al mismo nivel que las altura mínima alcanzada por la mayor bajamar conocida en la zona ( bajamar escorada ), y su nivel superior se encuentre, como mínimo, al mismo nivel que la altura máxima alcanzada en la mayor pleamar conocida, o a un nivel superior teniendo en cuenta que se espera un aumento del nivel del mar en un futuro no muy lejano.

Los túneles destinados al embalse deberán disponer de conductos de ventilación para permitir la entrada y salida del aire provocada por la entrada y salida del agua.

Los túneles de embalse podrán ser rectos o curvos, orientados en cualquier dirección, con ensanchamientos, formando lagos, etc.

Las paredes de los túneles, dependiendo del material sobre el que fueron excavados, podrán ir colocadas dovelas, para aumentar su consistencia o impermeabilidad, o en aquellos casos en que lo permita la estructura del terreno, hormigón proyectado o cualquier otro producto, como plásticos , cauchos o gomas reciclados de neumáticos usados.

En las webs que os pongo a continuación podeis ver el funcionamiento de estas túneladoras y la colocacion de las dovelas, este tipo de tuneldoras se usan o se usaron en la construccion de túneles del AVE, en la M50, el Guadarrama o en Barcelona.

http://www.youtube.com/watch?v=77sEYsaKdKdKQ

http://www.youtube.com/watch?v=czAiQGdVwnw&feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=LIHydHTrZXE&feature=related

DIBUJO DE UNA CENTRAL MAREOMOTRIZ DE TÚNEL BÁSICA

1 Túnel de entrada y salida del agua del mar

2 y 4 Dispositivos que permiten el corte de paso de agua por la turbina hidroeléctrica

3 Turbina hidroeléctrica

5 Túnel vertical o pozo, para instalación y mantenimiento de la turbina

6 Túnel de embalse

7 Conducto de ventilación

8 Altura mínima conocida de la marea

9 Boca de entrada y salida del agua del mar

10 Altura máxima conocida de la marea

La entrada del agua del mar se podrá disponer a una distancia de la orilla de forma que se noten lo menos posible sus efectos, o disponer de difusores para anular el efecto de succión por la entrada del agua.

1000 kilómetros de túneles, tamaño y dirección según necesidades

De entre las muchas ventajas de este sistema sobre el de barrera podemos citar:

1 Tamaño y forma variable y ampliable sin que deje de funcionar.

2 No produce impacto paisajístico, pues practicamente invisible.

3 No perturba el normal tráfico marítimo

4 Impacto casi nulo en el turismo

5 Impacto casi nulo en las especies marinas

6 Impacto casi nulo en las aves.

7 Impacto casi nulo en la desimantación del Severn.

8 Totalmente compatible con los sistemas maremotrices de corrientes marinas.

9 Las superficies terrestres sobre las que discurre el túnel, se pueden dedicar a la misma actividad, agrícola, ganadera residencial, etc.

10 El agua que entra y sale del túnel se podría usar como calefacción o refrigeración, con intercambiadores de calor.

11 Se podrían formar lagos u otras estructuras para su uso como piscifactorías.

12 Se puede situar en cualquier lugar de la costa, que este sometida a una diferencia de mareas apreciable.

Como conclusión y utilizando los cálculos del informe del SDC, para obtener 20 Twh se necesitaría una inversión de 19.132 millones de € en la central mareomotriz de barrera Cardiff-Weston, si tenemos en cuenta que un kilómetro de túnel tiene un coste aproximado de 10 millones ( es mas barato que los túneles para carreteras o ferrocarriles ), con el dinero de la central mareomotriz de barrera diseñad entre Cardiff y Weston, se podrán construir túneles con una longitud total de 1913 kilómetros, con un diámetro de 10 metros, lo que permitiría una entrada o salida de agua de:

3,1416 x 100 x 1.913 x 1.000 = 601.000.000 m cúbicos de agua cada 6 horas.

Un saludo para todos, y al igual que la otra vez, espero vuestras criticas al sistema ( bueno también aceptaría algún elogio ).

6 DE ENERO DE 2010

CENTRAL MAREOMOTRIZ DE TRIPLE USO

Siempre que se habla de central mareomotriz nos imaginamos un accidente geográfico natural ( río, ría, ensenada, golfo, etc.) que, al objeto de contener y gestionar el agua de forma que pueda producir energía, ha sido cerrado por una gran barrera artificial. Dicha barrera impide la navegación, dificulta la explotación comercial de la zona y además produce un gran impacto paisajístico y medioambiental.

Central mareomotriz de La Rance en Francia

Pero esto no tiene por qué ser inevitablemente así. Hay un nuevo sistema que, de haber sido utilizado en la Ría de Vigo, en los rellenos para instalaciones portuarias de los últimos 40 años, hubiera conseguido que la ría presentara exactamente la misma configuración geográfica, sufriendo idéntico impacto ambiental y manteniendo la misma capacidad mercantil y actividad marítima que tiene en el día de hoy. Pero además estaría produciendo energía eléctrica para todos los ciudadanos de Vigo y sus alrededores. Si después de esto digo que se dispondría de una superficie o volumen enorme para el cultivo, cría o engorde de distintas especies marinas, parecería que estoy hablando de un sueño.

Como supongo que la lectura anterior habrá despertado tu interés, explicaré como funciona este nuevo sistema.

Desde siempre para conseguir espacio para los puertos e instalaciones marítimas se ha utilizado la técnica del relleno, es decir, arrojar materia orgánica y restos de diferentes materiales en el borde del mar. Pero desde hace unos años se usan unos cajones prefabricados de hormigón construidos por unos diques flotantes y que son trasladados a remolque hasta su lugar de ubicación final. Dichos cajones son posteriormente rellenados de tierra o arena y finalmente son cubiertos por una capa de hormigón, encima de la cual se efectúan las construcciones necesarias para la explotación comercial del puerto y se realizan las actividades portuarias.

Dique cajonero - Traslado del cajon a su emplazamiento definitivo -relleno del cajón con arena del fondo del mar

Cajón para la ampliación del muelle Reina Sofía en Las Palmas, con una altura de 28 metros, relleno de los cajones una vez colocados en su lugar definitivo.

Estos cajones se están utilizando para la ampliación del puerto de Gijón; ampliación que se realiza en una zona de mar abierto, es decir, sin protección natural a las embestidas del mar Cantábrico , y para ello tuvieron que realizar, antes de la instalación de los cajones, un fuerte dique de protección.

En esta secuencia de fotos se puede ver, en primer lugar, el dique de protección, los cajones instalados a continuación y cajones transversales que conformaran la superficie portuaria y una vista general de la ampliación.

Si toda la superficie portuaria prevista -aproximadamente 100 Ha- se construyese con estos cajones pero, en lugar de llenarlos de materia solida hasta su parte alta, se llenaran de forma que la arena llegase solamente hasta la altura mínima de la marea ( bajamar escorada ), se podía permitir la entrada del agua del mar en los cajones. Si esta entrada se realiza a través de un orificio o canal y en dicha entrada se instala una turbina generadora de electricidad, tendríamos -teniendo en cuenta que la diferencia de altura de marea media anual es de 2 metros (hay días de 4 metros y otros casi inapreciable )- 2.000.000 de metros cúbicos de agua de mar entrando y saliendo dos veces al día.

De esta forma, en una misma obra tendríamos las instalaciones portuarias, una central mareomotriz y una granja de cría y engorde, de moluscos en la arena, o si bajamos la altura del relleno de cualquiera otra especie piscicola, por tanto seria una central mareomotriz de triple uso, o instalaciones portuarias de triple uso.

Por supuesto las unidades de fabricación pueden estar formadas por 1 o más cajones dependiendo del volumen de agua, el diámetro del canal donde va el generador o la altura de las mareas ( hay zonas en la tierra con mareas de 12 ó 14 metros ).

El vídeo que hay a continuación quizá aclare la idea de lo que quiero explicar.

http://www.youtube.com/watch?v=Gf9mzNNSnHE

Según D. Pedro Fernández Diez, profesor jubilado de la E.T.S. de Ingenieros Industriales y Telecomunicaciones de la Universidad de Cantábria y autor de numerosos libros sobre Ingeniería Energética, la energía potencial de las mareas en un lugar con una amplitud media de 3,5 m., para una superficie de 1 km2, es decir 1.000.000 de m2, es de 24 GWh año.
Por supuesto este tipo de centrales obtendría un mayor resultado en lugares como:
Provincia de Santa Cruz ( Argentina ) con una amplitud de mareas de hasta 14 metros
Bahía de Fundy en Canadá con una amplitud de marea de hasta 15 metros
Estuario del río Severn en Gran Bretaña con una amplitud de marea de hasta 13,6 metros
La Bahía de Bristol que va desde 7 metros en la boca de entrada hasta los 12 metros en el interior, etc.etc.