Miércoles, 21 Noviembre 2018 09:11


Las costas y las islas mexicanas reciben permanentemente muy fuerte oleaje cargado de movimiento que puede convertirse en energía eléctrica. El mar tiene abundante energía para impulsar la creación de importantes polos económicos de turismo y pesca.

México cuenta con un contorno costero altamente privilegiado. El perímetro marítimo territorial supera 12,000 km y adicionalmente tenemos más de tres mil islas. La gran mayoría de las islas dentro de nuestro mar patrimonial no están habitadas, principalmente por falta de la infraestructura básica. El aprovechamiento de la energía del oleaje y las corrientes marinas impulsaría el desarrollo de las comunidades, así como la hotelería y la pesca en enormes zonas costeras ahora de extrema pobreza por localizarse lejos del alcance de las redes eléctricas convencionales, o en las islas.

Hay una variedad de dispositivos para producir energía eléctrica del oleaje, corrientes marinas, así como de las mareas que en México pueden superar los 8 metros. Una de las grandes ventajas del aprovechamiento de la energía del oleaje marino es su permanencia día y noche los 365 días del año. El océano es una fuente de energía sustentable infinita.

La turbina inventada por Alan Arthur Wells en 1976 en Belfast fue diseñada específicamente para aprovechar el oleaje marino. La Turbina de Wells recibió gran aceptación internacional. Nuevos diseños y aplicaciones han evolucionado gracias al trabajo de muchos investigadores, produciéndose una cascada de nuevas patentes.

Típicamente la Turbina de Wells se instala dentro de un cilindro sin tapas que se coloca en el mar de manera tal que el oleaje induce un movimiento ascendiente y descendiente de agua en su interior. Los álabes que componen las turbinas de Wells tienen un perfil similar al de las alas de un avión, sólo que tienen una forma hidrodinámica simétrica que las habilita para hacer girar su eje vertical siempre en la misma dirección. Al girar el eje accionado tanto por la subida y bajada del agua de cada ola activa un generador eléctrico colocado en la parte superior del cilindro que contiene la Turbina de Wells.

La energía producida por una Turbina de Wells tiene un potencial de generación enorme y es fácilmente escalable porque la potencia se escala en proporción del cuadrado tanto del diámetro de la turbina como de la altura de las olas. Por ejemplo si el diámetro es de solamente 10 metros la Turbina de Wells puede producir más de un millón de Watts. Hay arrecifes en algunas islas, costas del Pacífico o en plataformas petroleras Costa Afuera en el Golfo de México donde el oleaje promedio rebasa los dos metros de altura. Existen espacios para miles y miles de turbinas de Wells. Entre las grandes ventajas del aprovechamiento del oleaje con turbinas de Wells destaca su extraordinaria sustentabilidad ambiental. Supera con creces a las energías solares y eólica, y desde luego a la pobre sustentabilidad de la energía de combustibles fósiles.

El Centro Mexicano de Innovación en Energía del Océano auspiciado por la Secretaría de Energía y el CONACYT está liderado por el Instituto de Ingeniería de la UNAM. El CEMIE-O ha incorporado al Instituto de Ciencias Físicas en Morelos donde estamos a cargo del programa para diseñar y fabricar turbinas de Wells desde prototipos de laboratorio, hasta llegar a generadores eléctricos que estamos calibrando ya en ambientes marinos de Guerrero. Nuestro programa surgió gracias a la motivación de la patente mexicana de la empresa Corrosión y Protección SA que aplica la Turbina de Wells para producir corriente eléctrica para activar el control de corrosión mediante protección catódica de estructuras marinas costa afuera.

El prototipo de generación de energía eléctrica con Turbina de Wells de escala laboratorio fue probado con éxito tanto en el Instituto de Ciencias Físicas en el Campus Morelos de la UNAM como en el laboratorio de oleaje del Instituto de Ingeniería de la UNAM. En seguida se produjo un nuevo diseño para aplicarse directamente en el mar de Guerrero que incorporó innovación para una nueva patente ahora en trámite. Posteriormente propusimos un nuevo diseño, con patente también ya en trámite, para montar la Turbina de Wells por debajo de la superficie costera sin el impacto visual superficial tan fuerte que tienen otras fuentes de generación de energía eléctrica tanto sustentables, como no sustentables.

El aprovechamiento de la energía del oleaje nos obligó a asimilar la tecnología e innovar. Fue necesario superar dificultades asociadas a las instalaciones alrededor de la Turbina de Wells que deben soportar mecánicamente los rigores estructurales del trabajo en contacto con el agua de mar en movimiento alta intensidad y en todas las direcciones. Las estructuras de los generadores eléctricos, y las turbinas de Wells mismas, deben desempeñarse también con mucha efectividad frente a la corrosión del agua de mar. Los mecanismos del control de la corrosión que aplicamos son nuevos materiales estructurales no metálicos, recubrimientos y protección catódica para las piezas de acero para resistir en zonas de esfuerzos mayores e incorporamos rodamientos de cerámica.

Los esfuerzos internacionales para iniciar la generación de energía eléctrica con turbinas de Wells son todavía incipientes. En Cork y Belfast en Irlanda hay ya instalaciones produciendo en promedio potencias cercanas al millón de Watts. En Cork, están ya en la dirección de crear instalaciones costa afuera con turbinas de Wells de hasta 500 millones de Watts.

México puede aprovechar la energía del océano con las grandes ventajas de contar con los recursos materiales, humanos, investigadores y la conjunción de una variedad de universidades y centros de investigación que se aglutinaron gracias al Centro Mexicano de Innovación en Energía del Océano del Fondo SENER CONACYT Sustentabilidad. La tecnología de las Turbinas de Wells ha sido asimilada y expandida con nuevas patentes mexicanas que nos aseguran una gran oportunidad para el desarrollo económico de México. Aprovechando el conocimiento que hemos generado el porcentaje de integración de insumos nacionales para producir energía del oleaje es muy alto.



*Instituto de Ciencias Físicas
Miembro del Consejo Consultivo de Ciencias,

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