- Las energías del mar agrupan distintas tecnologías renovables que aprovechan olas, mareas, corrientes, gradiente térmico y salino para generar electricidad.
- La energía undimotriz, mareomotriz y de corrientes cuentan ya con proyectos reales, aunque la mayoría siguen en fase de demostración por su alto coste y complejidad técnica.
- Las tecnologías maremotérmicas (OTEC) y de gradiente salino están aún en desarrollo incipiente, con gran potencial teórico pero importantes retos de eficiencia y materiales.
- España, y especialmente Andalucía, están estudiando a fondo el potencial marino con proyectos piloto e informes específicos que preparan el terreno para un despliegue futuro.
Los océanos esconden un recurso gigantesco que todavía estamos empezando a aprovechar: las energías del mar como fuente renovable. A lo largo y ancho del planeta, las olas, las mareas, las corrientes, la diferencia de temperatura entre aguas superficiales y profundas e incluso los cambios de salinidad guardan un potencial enorme para producir electricidad limpia.
Esta familia de tecnologías, conocidas en conjunto como energía marina u oceánica, está aún en distintas fases de desarrollo, pero apunta maneras para convertirse en un complemento importante de otras renovables como la eólica o la solar. Eso sí, el entorno marino es duro, caro y técnicamente complejo, así que vamos a ver con calma qué tipos de energías del mar existen, cómo funcionan y qué ejemplos reales hay hoy en el mundo y en España.
¿Qué es la energía marina y qué tipos de energías del mar existen?
Cuando hablamos de energía marina nos referimos al conjunto de tecnologías capaces de extraer energía de mares y océanos: movimiento de olas, subida y bajada de mareas, corrientes marinas, diferencias de temperatura entre superficie y fondo y gradientes de salinidad entre aguas de distinta concentración salina.
Este abanico de recursos se suele agrupar bajo la etiqueta de energías del mar u oceánicas, y tiene varias ventajas interesantes: es renovable, se regenera de forma natural, no emite gases de efecto invernadero durante la generación y, en muchos casos, tiene un comportamiento bastante predecible (sobre todo las mareas).
A cambio, estas tecnologías se enfrentan a obstáculos nada triviales: el mar es un medio extremadamente agresivo, con oleaje intenso, corrosión por agua salada, necesidad de cimentaciones robustas, mantenimiento complicado y el reto adicional de llevar la electricidad generada en alta mar hasta tierra firme mediante cables submarinos.
Por todo ello, la mayor parte de sistemas se encuentra todavía en fase de investigación, demostración o prototipos precomerciales. Solo en casos muy concretos, como algunas centrales mareomotrices históricas, se puede hablar de explotaciones a escala comercial plenamente consolidadas.
Dentro de las energías del mar podemos distinguir varias tipologías bien diferenciadas, en función del tipo de recurso que aprovechan y de la tecnología empleada para convertirlo en electricidad:
- Energía de las olas o undimotriz: aprovecha el movimiento de la superficie del mar.
- Energía de las mareas o mareomotriz: utiliza la subida y bajada periódica del nivel del mar.
- Energía de las corrientes marinas: se basa en la velocidad del flujo de agua en canales y zonas con corrientes intensas.
- Energía térmica oceánica o maremotérmica (OTEC): explota la diferencia de temperatura entre aguas superficiales y profundas.
- Energía del gradiente salino o energía azul: se obtiene por la diferencia de salinidad entre agua de mar y agua dulce.
Energía de las olas o energía undimotriz
La energía undimotriz se genera gracias a la acción del viento sobre la superficie del mar. Al rozar el aire con el agua, se transmiten pequeñas perturbaciones que acaban formando olas, y esas olas concentran energía mecánica que puede transformarse en electricidad mediante diferentes dispositivos.
El recurso disponible varía mucho según la zona, pero existen regiones, como el mar Cantábrico con olas cercanas a los tres metros de altura de media, que presentan un potencial especialmente atractivo para el desarrollo de esta tecnología, como ya se está estudiando en Euskadi y otras áreas atlánticas.
El problema es que el oleaje es una forma de energía muy irregular: cambia en el tiempo y en el espacio, depende fuertemente de las condiciones meteorológicas y puede pasar de periodos de calma a temporales severos en cuestión de horas. Esta variabilidad ha llevado a diseñar multitud de convertidores de energía de las olas con filosofías muy distintas.
Entre las principales categorías de dispositivos undimotrices destacan:
- Columnas de agua oscilante (OWC): estructuras, a menudo integradas en diques o en la costa, que albergan una cámara parcialmente llena de agua. El movimiento de las olas hace subir y bajar el nivel interior, comprimiendo y descomprimiendo el aire superior, que atraviesa una turbina especial que genera electricidad.
- Dispositivos móviles articulados: conjuntos de elementos flotantes o semisumergidos unidos por articulaciones que se doblan al paso de las olas; ese movimiento relativo acciona sistemas hidráulicos o mecánicos que mueven generadores.
- Dispositivos oscilantes: paneles, boyas o estructuras que se mueven vertical u horizontalmente impulsadas por las olas, convirtiendo ese vaivén en energía eléctrica.
- Estructuras flotantes y sistemas de rebosamiento o impacto: configuraciones en las que el oleaje hace que el agua desborde hacia depósitos elevados o golpee estructuras que canalizan la fuerza de la ola hacia turbinas.
Un ejemplo pionero fue una central undimotriz instalada en Escocia alrededor del año 2000, basada en tecnología de tipo oscilante, con una potencia todavía modesta de unos 500 kilovatios. Otro caso muy conocido en España es la planta de energía de las olas de Motrico, en el País Vasco, compuesta por 16 turbinas de columna de agua oscilante que pueden alcanzar una potencia conjunta aproximada de 296 kilovatios.
Estos proyectos demuestran que la energía undimotriz es técnicamente viable, pero también ponen de relieve sus limitaciones. La producción eléctrica es fluctuante y difícil de predecir a corto plazo, igual que ocurre con la energía eólica, y está muy condicionada por la meteorología. Además, el recurso no se distribuye de forma homogénea: hay franjas costeras con mucho oleaje aprovechable y otras con un potencial casi nulo.
Si se lograse capturar de forma eficiente la energía de las olas, los estudios estiman que cada metro de frente de costa puede alojar entre 15 y 30 kilovatios de potencia de ola. Traducido: un tramo de litoral de unos 30 a 60 km con buen oleaje podría llegar a sustituir a una gran central térmica fósil o incluso a una nuclear, al menos en términos de energía media disponible.
Energía de las mareas o energía mareomotriz
La energía mareomotriz aprovecha el ascenso y descenso periódico del nivel del mar provocado por la atracción gravitatoria combinada de la Luna y el Sol sobre la Tierra. Este fenómeno, las mareas, genera grandes masas de agua que entran y salen de bahías, rías y estuarios dos veces al día.
Para que una central mareomotriz sea realmente rentable se necesita una amplitud de marea considerable, es decir, una diferencia apreciable entre la pleamar (marea alta) y la bajamar (marea baja). Se suele considerar que la tecnología empieza a ser prometedora con saltos mareales de al menos 5 metros, algo que solo se da en un número limitado de lugares del mundo.
En una instalación mareomotriz clásica se construye un dique o barrera que cierra parcial o totalmente una bahía, ría o estuario, creando una especie de embalse costero. Este dique incorpora compuertas y turbinas similares a las de una central hidroeléctrica. Cuando la marea sube, se deja entrar el agua al embalse a través de las turbinas o de las compuertas, y cuando baja, se fuerza la salida del agua por las turbinas para generar electricidad.
Una de las centrales mareomotrices más emblemáticas del mundo es la de la ría del Rance, en la Bretaña francesa, en funcionamiento desde 1967. Allí, una presa de unos 750 metros separa el estuario del mar abierto y encierra una superficie de más de 22 km². La planta cuenta con 24 turbinas de unos 10 MW de potencia nominal cada una, lo que la convierte en un referente histórico de la energía de las mareas.
Fuera de Rance, solo Corea del Sur dispone de una central mareomotriz comparable en tamaño, mientras que el resto de instalaciones repartidas por el planeta son sensiblemente más pequeñas. Durante décadas se han planteado proyectos de gran envergadura en zonas como la Bahía de Fundy en Canadá o el canal entre Cardiff y Bristol en el Reino Unido, donde el desnivel de marea es extraordinariamente elevado.
Sin embargo, las inversiones iniciales para levantar grandes presas mareomotrices son muy altas y los riesgos ambientales significativos: alteración de ecosistemas costeros, cambios en la sedimentación, posible impacto sobre la fauna marina y los usos tradicionales de la costa. Estos factores han frenado la materialización de muchos proyectos, que se han quedado en el cajón de los planes o en estudios preliminares.
A pesar de ello, la energía mareomotriz mantiene su atractivo porque, a diferencia del viento o las olas, las mareas son completamente previsibles con años de antelación. Este carácter firme y programable la convierte en una pieza interesante dentro de un sistema eléctrico con alta penetración de renovables variables.
Energía de las corrientes marinas
Las corrientes marinas se originan por diferencias de temperatura y salinidad entre masas de agua, además del efecto Coriolis provocado por la rotación de la Tierra. Se trata de flujos de agua que pueden extenderse a gran escala y mantener una dirección y velocidad relativamente estables durante largos periodos.
Esta estabilidad hace que la energía de las corrientes oceánicas se considere una fuente renovable no intermitente en ciertas ubicaciones, siempre que la velocidad del flujo sea suficiente para accionar turbinas con un rendimiento adecuado.
La forma más habitual de explotar este recurso es mediante generadores instalados directamente en el paso de la corriente, de forma similar a lo que ocurre con los aerogeneradores en la eólica, pero en versión submarina. Los principales tipos de convertidores son:
- Rotores de flujo axial: turbinas con eje alineado con la corriente, muy parecidas a las palas de los aerogeneradores modernos.
- Rotores de flujo vertical: dispositivos en los que el eje es vertical y las palas giran de forma distinta, tolerando cambios de dirección del flujo.
- Sistemas basados en alerones impulsados por el flujo: estructuras que oscilan o vibran con el paso del agua, transformando ese movimiento en electricidad.
Uno de los proyectos más conocidos es el sistema SeaGen, instalado en el estrecho de Strangford (Irlanda del Norte). Se trata de un generador con dos hélices bipala de unos 16 metros de diámetro, anclado al fondo marino, que comenzó a operar en 2008. Durante años fue considerado el mayor generador comercial de energía a partir de corrientes marinas, con una capacidad máxima alrededor de 1,2 MW.
En España, el potencial para la energía de corrientes marinas es más limitado, ya que las velocidades medias de las corrientes no alcanzan los umbrales óptimos en la mayor parte del litoral. Aun así, se han identificado zonas donde podría ser viable el desarrollo de esta tecnología, como el estrecho de Gibraltar y ciertos enclaves frente a las costas de Galicia, donde las corrientes son relativamente intensas y persistentes.
Energía térmica oceánica o maremotérmica (OTEC)
La energía térmica oceánica, también conocida como maremotérmica u OTEC (del inglés Ocean Thermal Energy Conversion), aprovecha la diferencia de temperatura entre el agua superficial y el agua profunda del océano para producir electricidad mediante ciclos termodinámicos.
Para que este sistema sea viable se necesita un gradiente térmico de al menos unos 20 ºC entre la superficie y capas profundas del mar (normalmente en torno a 800-1000 metros de profundidad). Esta condición se cumple sobre todo en zonas de mares tropicales y subtropicales, donde el sol calienta de forma intensa la capa superior mientras que el agua profunda permanece fría.
Las plantas maremotérmicas funcionan de forma similar a una central térmica convencional, pero en lugar de combustibles fósiles utilizan como foco caliente el agua templada superficial y como foco frío el agua fría del fondo. El ciclo más empleado es una variante del ciclo de Rankine, que incluye los siguientes elementos básicos:
- Evaporador: donde un fluido de trabajo (a veces agua de mar en sistemas abiertos, a veces un fluido orgánico en ciclos cerrados) se evapora a baja presión usando el calor del agua superficial.
- Turbina: el vapor generado mueve una turbina acoplada a un generador eléctrico.
- Condensador: el vapor se enfría y se condensa usando agua fría extraída de grandes profundidades oceánicas.
- Bombas y tuberías: encargadas de hacer circular el agua caliente y el agua fría, además del fluido de trabajo.
Este tipo de plantas presenta la ventaja de que el recurso térmico es prácticamente constante a lo largo del año en los trópicos, por lo que podrían aportar energía firme y continuada. No obstante, los retos de ingeniería son enormes: se requieren tuberías muy largas y resistentes, equipos de gran tamaño en alta mar y una inversión inicial considerable para unas potencias unitarias que, de momento, no son muy elevadas.
Energía del gradiente salino o energía azul
La energía del gradiente salino, también conocida como energía azul, se basa en la diferencia de concentración de sal entre el agua de mar y el agua dulce (por ejemplo, la que aportan los ríos antes de mezclarse con el océano).
Cuando dos soluciones con distinta salinidad se ponen en contacto a través de una membrana semipermeable, se produce un fenómeno llamado ósmosis: el agua tiende a desplazarse desde la solución menos salada hacia la más concentrada para equilibrar las concentraciones a ambos lados de la membrana. Este proceso genera una presión que se puede aprovechar para mover turbinas y producir electricidad.
Las tecnologías para explotar esta fuente incluyen sistemas de ósmosis directa y ósmosis inversa retardada por presión, entre otros enfoques en desarrollo. Los lugares con mayor potencial suelen ser grandes estuarios donde se encuentran caudales importantes de ríos con el agua salada del mar, creando un gradiente salino natural muy acusado.
A pesar de su atractivo teórico, la energía del gradiente salino sigue en una fase muy incipiente. Los principales desafíos son el coste y la durabilidad de las membranas, el ensuciamiento biológico y químico (biofouling) y la eficiencia global de los procesos, por lo que todavía no hay grandes plantas comerciales en operación estable.
Energías marinas en España y el caso de Andalucía
En España, la fuerza del mar se está estudiando desde hace años como una oportunidad para la generación de energía renovable, con proyectos piloto y análisis de potencial en distintas costas. Aunque la mayoría de tecnologías está todavía en fase de demostración, existen iniciativas relevantes tanto en el Cantábrico como en el Atlántico y el Mediterráneo.
En el norte, especialmente en el mar Cantábrico, el recurso de energía de las olas es particularmente interesante, hasta el punto de que comunidades como el País Vasco han impulsado plataformas de ensayo y plantas undimotrices como la de Motrico para probar tecnologías en condiciones reales de operación.
En el ámbito de las mareas y las corrientes marinas, España tiene algunas zonas con cierto potencial, aunque no tan espectacular como el de otros países. El Estrecho de Gibraltar destaca por sus fuertes corrientes debidas al intercambio continuo de agua entre el Atlántico y el Mediterráneo, y se ha identificado como un área prioritaria para evaluar la viabilidad de turbinas marinas.
Andalucía, en particular, juega un papel singular dentro del mapa español, ya que es la única comunidad autónoma con costa tanto atlántica como mediterránea y, además, cuenta con la mayor longitud costera del país. Esto la convierte en un laboratorio natural para analizar distintas tecnologías marinas emergentes.
La región ha impulsado varios trabajos que estudian de forma sistemática el potencial de las energías del mar en su litoral. Entre ellos destacan:
- “Potencial bruto de las energías marinas en Andalucía”: un estudio que cuantifica el recurso disponible en toda la costa andaluza, diferenciando entre tecnologías (olas, corrientes, etc.) y señalando las áreas más prometedoras.
- “Potencial de energías marinas 2ª fase”: análisis más detallado de los enclaves identificados como prioritarios, centrándose sobre todo en las corrientes en el entorno del Estrecho de Gibraltar y en el oleaje de las zonas de Cádiz-Huelva y la costa oriental de Almería.
- “Estudio preliminar sobre los molinos de marea en Cádiz y Huelva”: documento que recopila la historia y el censo de antiguos molinos mareales activos entre los siglos XVI y XIX, revisa el estado de la tecnología tradicional de aprovechamiento de las mareas y analiza aspectos legislativos vinculados a estas infraestructuras.
Además, Andalucía dispone de herramientas de seguimiento y planificación, como el informe “Plantas de generación e infraestructuras energéticas de Andalucía”, actualizado periódicamente para mostrar la situación de las instalaciones a escala municipal, provincial y autonómica, y el Mapa Interactivo de Infraestructuras Energéticas de Andalucía (MIEA), que permite localizar geográficamente plantas de energía solar y otras infraestructuras energéticas relevantes.
En conjunto, puede decirse que las energías marinas en España y en Andalucía se encuentran en plena fase de análisis y maduración tecnológica. Los estudios de potencial, los proyectos piloto y las infraestructuras de ensayo van sentando las bases para un despliegue futuro más amplio, a medida que bajen los costes y se consoliden soluciones robustas y competitivas.
Si se logra superar los retos técnicos y económicos, las energías del mar podrían convertirse en un aliado clave de la transición energética, aportando electricidad renovable adicional, diversificación de fuentes y mayor seguridad de suministro en combinación con la eólica y la solar. Aún queda camino por recorrer, pero la fuerza del océano ya está en el punto de mira de la innovación energética mundial.