- Las energías del mar aprovechan olas, mareas, corrientes, gradientes térmicos y de salinidad como fuentes renovables complementarias.
- Corrientes, olas, mareas, maremotermia y energía azul se encuentran en fases de desarrollo diversas, con pocos proyectos aún plenamente comerciales.
- El entorno marino ofrece alta predictibilidad y bajo impacto paisajístico, pero implica costes elevados por corrosión, oleaje y complejidad de mantenimiento.
- Andalucía, con costa atlántica y mediterránea, destaca por su potencial marino y por estudios específicos en corrientes, oleaje y molinos de marea históricos.
La energía que esconden mares y océanos es mucho mayor de lo que solemos imaginar cuando miramos al horizonte desde la costa. Bajo las olas, en el ir y venir de las mareas, en las corrientes marinas y hasta en la diferencia de temperatura y salinidad del agua, se esconde un potencial renovable capaz de aportar una parte muy interesante a nuestro sistema eléctrico.
En los últimos años, las llamadas energías marinas renovables han pasado de ser casi ciencia ficción a convertirse en un campo de investigación muy activo. La tecnología todavía está en una fase relativamente temprana, pero los avances en materiales, diseño de turbinas, plataformas flotantes y sistemas de anclaje están acelerando su desarrollo y abaratando costes, de modo que cada vez suena menos raro hablar de centrales maremotrices, dispositivos de olas o aprovechamiento del gradiente salino.
Qué son realmente las energías del mar renovables
Cuando hablamos de energía del mar o energía marina nos referimos al conjunto de tecnologías que extraen energía de diferentes fenómenos oceánicos. No es una sola fuente, sino varias: el movimiento de las olas, el ascenso y descenso de las mareas, las corrientes marinas, las diferencias de temperatura entre superficie y profundidad, e incluso el contraste de salinidad entre agua dulce y salada.
Esta familia de tecnologías forma parte de las energías renovables porque se alimentan de procesos naturales y periódicos, como la acción gravitatoria del Sol y la Luna o el viento que genera oleaje. A diferencia de los combustibles fósiles, no consumen un recurso finito y, además, ofrecen una capacidad de predicción muy elevada, sobre todo en el caso de mareas y corrientes.
Un aspecto muy interesante es que, bien diseñadas, estas instalaciones pueden tener un impacto ambiental relativamente bajo y una afección paisajística mínima, especialmente cuando se sitúan mar adentro o bajo la superficie. Sin embargo, el medio marino es extremadamente agresivo: la fuerza del oleaje, la corrosión del agua salada y la dificultad de mantenimiento elevan considerablemente los costes de inversión y operación.
Por todo ello, la mayoría de soluciones de aprovechamiento energético del mar se encuentran todavía en fase de prototipo, demostración o primeros proyectos comerciales, con muy pocas plantas desplegadas a gran escala si las comparamos con la eólica o la fotovoltaica.
Principales tipos de energías marinas
Dentro del amplio concepto de energía marina se pueden distinguir varias tecnologías bien diferenciadas, dependiendo de qué fenómeno físico se aproveche. Cada una presenta retos técnicos propios, distintos grados de madurez tecnológica y un potencial específico según la zona costera donde se analice.
De forma general, las categorías más importantes son la energía de las corrientes marinas, la energía de las olas o undimotriz, la energía de las mareas o mareomotriz, la energía maremotérmica (gradiente térmico) y la energía del gradiente salino o energía azul. A esto se suma la posibilidad de integrar estas soluciones con otras renovables marinas, como la eólica offshore.
Las siguientes secciones repasan una a una estas tipologías, explicando su funcionamiento básico, el estado de la tecnología y sus ventajas e inconvenientes más destacados.
Energía de las corrientes marinas
La energía de las corrientes marinas se basa en extraer la energía cinética del agua que se desplaza de forma más o menos constante a cierta velocidad. A efectos prácticos, el concepto se parece bastante al de la energía eólica, solo que en vez de viento tenemos grandes masas de agua moviéndose en canales naturales, estrechos o zonas donde las corrientes se aceleran.
Para capturar esta energía se utilizan convertidores de energía cinética submarinos, muy parecidos a aerogeneradores, pero instalados bajo la superficie. Estas turbinas pueden fijarse al fondo marino mediante estructuras o cimentaciones y están diseñadas para girar con el empuje de la corriente, generando electricidad que se conduce a tierra a través de cables submarinos.
La gran ventaja de las corrientes marinas frente al viento es su estabilidad: varían menos, son más predecibles y, además, el agua es mucho más densa que el aire, de modo que se puede obtener más potencia con velocidades menores. Como contrapartida, los equipos sufren un desgaste notable por la salinidad, la presión y la complejidad de realizar tareas de inspección y mantenimiento en profundidad.
Actualmente, los proyectos más avanzados se encuentran en ubicaciones con corrientes intensas y regulares, como estrechos y canales donde el flujo de agua se concentra. En España, el entorno del Estrecho de Gibraltar se considera uno de los puntos con mayor potencial, motivo por el que ha sido objeto de análisis específicos y estudios de viabilidad.
Energía de las olas o energía undimotriz
La llamada energía undimotriz o energía de las olas aprovecha el movimiento ondulatorio de la superficie del mar. Las olas se originan principalmente por la acción del viento sobre el agua, lo que provoca un patrón de elevaciones y descensos que transporta energía a lo largo de grandes distancias.
Uno de los grandes retos de la energía de las olas es que el oleaje resulta muy irregular en intensidad, dirección y frecuencia, lo que ha motivado el desarrollo de multitud de dispositivos diferentes. Cada tipo de convertidor captura la energía de la ola mediante un principio físico distinto, tratando de adaptarse a las características concretas de la zona donde se instala.
Entre las soluciones más frecuentes encontramos las columnas de agua oscilante (OWC), que consisten en cámaras parcialmente sumergidas donde el movimiento vertical del agua comprime y descomprime el aire, haciendo girar una turbina. También destacan los sistemas de cuerpos flotantes articulados o anclados que se mueven con las olas y transforman ese movimiento relativo en electricidad mediante sistemas hidráulicos o mecánicos.
Otro grupo de tecnologías se basa en sistemas de rebosamiento o impacto, donde las olas superan estructuras y llenan depósitos situados a cierta altura; el agua acumulada cae después pasando por turbinas, de forma parecida a una pequeña central hidráulica. Cada uno de estos enfoques presenta ventajas distintas en términos de eficiencia, resistencia a temporales y coste de construcción.
A día de hoy, la energía de las olas sigue en un estado incipiente de desarrollo comercial, con numerosos prototipos y plantas piloto en diferentes mares del mundo, pero todavía con pocas instalaciones plenamente comerciales. No obstante, se espera que la combinación de mejores materiales, diseños modulares y plataformas híbridas con eólica marina acelere su despegue.
Energía de las mareas o energía mareomotriz
La energía mareomotriz se apoya en un fenómeno extremadamente predecible: el ascenso y descenso periódico del nivel del mar causado por la interacción gravitatoria entre la Tierra, la Luna y el Sol. La periodicidad de las mareas permite calcular con una precisión muy alta cuánta energía se podrá generar en cada momento.
El esquema clásico de una central mareomotriz consiste en construir un dique o barrera en una bahía, estuario, cala o desembocadura de río con un rango de marea significativo. Este dique incorpora compuertas y turbinas que permiten el llenado del embalse cuando la marea sube y su vaciado cuando baja. El agua se hace pasar por las turbinas tanto en la entrada como en la salida, produciendo electricidad de forma similar a una central hidroeléctrica.
Este tipo de instalación aprovecha el desnivel de altura entre el interior del embalse y el mar, generando energía potencial que luego se convierte en energía eléctrica. Los diseños más modernos también exploran soluciones sin grandes diques, utilizando turbinas instaladas directamente en corrientes de marea, parecidas a las empleadas en las corrientes marinas, pero optimizadas para el flujo bidireccional de la marea.
Durante siglos ya existieron molinos de marea tradicionales en muchas zonas costeras de Europa, que utilizaban este mismo principio para mover mecanismos de molienda de grano. En el caso de Andalucía, por ejemplo, se han catalogado numerosos molinos históricos en las provincias de Cádiz y Huelva, con estudios que analizan su tecnología original, el censo de instalaciones y el marco legal asociado.
Con los avances actuales, la energía mareomotriz se perfila como una opción con alto potencial de integración en sistemas eléctricos insulares y en regiones con amplitudes de marea elevadas. La llegada de turbinas submarinas más eficientes, estructuras flotantes y diseños modulares está reduciendo los costes de instalación y operación, lo que poco a poco mejora su competitividad frente a otras fuentes renovables.
Energía maremotérmica o de gradiente térmico
La energía maremotérmica se basa en aprovechar la diferencia de temperatura entre el agua superficial cálida y el agua profunda más fría en determinadas zonas de los océanos. Este gradiente térmico puede usarse para alimentar un ciclo termodinámico similar al de una central eléctrica convencional, pero con el mar como fuente y sumidero de calor.
Para que el sistema resulte viable se suele requerir un salto térmico mínimo de unos 20 ºC entre la superficie y las capas profundas. En estas condiciones, se puede implementar un ciclo de Rankine, donde un fluido de trabajo se evapora al contacto con el agua caliente superficial, acciona una turbina al expandirse y, posteriormente, se condensa utilizando el agua fría bombeada desde grandes profundidades.
Las llamadas plantas maremotérmicas utilizan como foco caliente el agua de la superficie y como foco frío el agua profunda. El diseño implica tuberías de gran longitud para elevar el agua fría, intercambiadores de calor, turbinas específicas para bajas diferencias de temperatura y sistemas de anclaje robustos capaces de soportar el entorno oceánico.
Se trata de una tecnología muy interesante en regiones tropicales, donde el gradiente de temperatura se mantiene estable gran parte del año. Sin embargo, la complejidad técnica, los altos costes iniciales y la necesidad de grandes caudales hacen que la mayoría de proyectos se limiten a prototipos y plantas de demostración distribuidas por distintos océanos.
Además de producir electricidad, la energía maremotérmica puede combinarse con usos adicionales como la climatización de edificios costeros, la acuicultura o la producción de agua desalinizada, aprovechando tanto el agua fría extraída como el propio diseño de la planta.
Energía del gradiente salino o energía azul
La llamada energía azul se obtiene a partir de la diferencia de concentración de sal entre dos masas de agua: normalmente, el agua dulce de un río y el agua salada del mar. Allí donde ambos tipos de agua se encuentran, como en estuarios o desembocaduras, se forma un gradiente de salinidad que puede transformarse en energía aprovechable.
El principio físico detrás de esta tecnología se apoya en procesos de ósmosis y de intercambio iónico a través de membranas especiales. En uno de los esquemas más estudiados, conocido como ósmosis de presión retardada (PRO), el agua dulce tiende a desplazarse hacia la solución salada a través de una membrana semipermeable, generando una presión que se puede utilizar para mover una turbina.
Otra vía de aprovechamiento se basa en tecnologías de electrodiálisis inversa (RED), en las que el movimiento de iones a través de membranas de intercambio catiónico y aniónico permite generar una diferencia de potencial eléctrico. Al alternar láminas de membranas y cámaras con agua dulce y salada, se obtiene una producción de electricidad continua mientras exista el gradiente de salinidad.
Pese a su enorme potencial teórico, la energía del gradiente salino sigue enfrentándose a problemas de coste y durabilidad de las membranas, así como a la necesidad de controlar el ensuciamiento (biofouling) debido a los organismos marinos y partículas en suspensión. Por este motivo, gran parte de los proyectos actuales se centran en mejorar estos materiales y optimizar la eficiencia de los sistemas.
En cualquier caso, la energía azul podría convertirse en una opción muy atractiva en zonas con grandes estuarios o desembocaduras de ríos, especialmente si se combina con plantas de tratamiento de agua o instalaciones industriales cercanas que ya manejan volúmenes importantes de agua dulce y salada.
Situación de las energías marinas en Andalucía
Andalucía ocupa una posición privilegiada en el mapa energético marino porque es la única comunidad española con costa atlántica y mediterránea, además de contar con la línea de costa más extensa del país. Esta doble fachada abre la puerta a estudiar y aprovechar distintos recursos marinos en función de la zona.
En los últimos años se han elaborado diversos estudios específicos sobre el potencial bruto de las energías marinas andaluzas. Uno de estos trabajos analiza todo el litoral de la región, identificando las áreas más prometedoras para tecnologías como la energía de las olas, de las corrientes y de las mareas, y proporcionando datos básicos sobre intensidades de oleaje, velocidades de corriente y características batimétricas.
Posteriormente se ha llevado a cabo una segunda fase de análisis en la que se profundiza en aquellos enclaves que destacaban por su alto potencial. Esta investigación pone el foco principalmente en las corrientes de la zona del Estrecho de Gibraltar, así como en el aprovechamiento del oleaje en el litoral de Cádiz-Huelva y en la costa oriental de Almería, donde se combinan buenas condiciones de mar con proximidad a infraestructuras.
Otro trabajo de referencia se centra en los molinos de marea históricos de Cádiz y Huelva, instalados entre los siglos XVI y XIX. Este documento recopila un censo detallado de estas instalaciones, describe su tecnología de funcionamiento, revisa su estado de conservación y analiza el marco legislativo aplicable, lo que también sirve como punto de partida para reflexionar sobre posibles recuperaciones o reinterpretaciones modernas del concepto mareomotriz.
Para seguir la pista a las instalaciones de generación energética en Andalucía, la comunidad dispone de informes periódicos sobre plantas e infraestructuras, actualizados de forma trimestral a nivel municipal, provincial y autonómico. Además, existe un Mapa Interactivo de Infraestructuras Energéticas (MIEA) que permite localizar de forma georreferenciada las instalaciones, principalmente de energía solar, pero que sirve como referencia para entender la distribución territorial de los proyectos energéticos.
Ventajas, retos y perspectivas de la energía marina
La fuerza del mar se ha utilizado históricamente para aplicaciones sencillas como los molinos de marea, pero la tecnología actual abre la puerta a una generación eléctrica mucho más sofisticada y eficiente. Aun así, las energías marinas siguen siendo, en conjunto, tecnologías emergentes si las comparamos con la eólica o la solar fotovoltaica.
Entre sus principales ventajas destaca la capacidad de predicción y disponibilidad de recursos como las mareas, las corrientes o ciertos patrones de oleaje, lo que facilita la planificación y la integración en el sistema eléctrico. Además, al situarse en alta mar o en zonas poco visibles, su impacto visual es limitado, y si se diseñan con criterios de sostenibilidad pueden convivir razonablemente bien con los ecosistemas marinos.
El lado menos amable viene dado por el coste de inversión y operación todavía elevado. El entorno marino impone exigencias extremas de resistencia mecánica, protección anticorrosión y seguridad en las operaciones de instalación y mantenimiento. A esto se suman los retos técnicos de transportar la energía generada hasta la costa mediante cables submarinos, con pérdidas y complejidades adicionales.
Sin embargo, el panorama está cambiando con rapidez gracias a nuevas soluciones tecnológicas: turbinas submarinas más eficientes, plataformas flotantes que facilitan el acceso, sistemas híbridos que combinan varias tecnologías marinas y mejoras notables en el diseño de anclajes, estructuras y materiales. Todo ello se traduce en una reducción progresiva de los costes por kilovatio hora producido.
De cara al futuro, la energía marina está llamada a desempeñar un papel complementario en la transición energética, especialmente en regiones con costa extensa y buenos recursos. Su aportación puede ayudar a diversificar la matriz renovable, reducir la dependencia de combustibles fósiles y aportar una generación relativamente estable que compense la variabilidad de otras fuentes limpias.
Tomando en conjunto la energía de las olas, las mareas, las corrientes, el gradiente térmico y el gradiente salino, se dibuja un escenario en el que los océanos se convierten en un pilar adicional del sistema eléctrico, siempre que se resuelvan los retos técnicos y económicos actuales y se mantenga una planificación que priorice la protección del medio marino.
