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Aguas marinas profundas, una opción para generar energía en islas del Caribe

San Andrés, Providencia y Santa Catalina forman el único departamento insular de Colombia, el Archipiélago que forma parte de las zonas no interconectadas (ZNI) del territorio nacional, es decir que abastece su demanda energética, casi por completo, con combustibles fósiles (petróleo, carbón, gas natural y gas licuado del petróleo). Esta situación supone retos a la sostenibilidad ambiental y financiera como consecuencia de la emisión de gases de efecto invernadero (GEI) y las cargas fiscales para el Gobierno central, que subsidia la generación de energía eléctrica.

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En este contexto, entidades como el Banco Interamericano de Desarrollo (BID) han identificado que medidas como la “gestión eficiente de la demanda” y el desarrollo del potencial eléctrico en estas zonas a partir de fuentes no convencionales de energía renovable son dos de los medios más eficaces para reducir la emisión de GEI y asegurar el suministro energético de forma ambientalmente sostenible, en particular en América Latina y el Caribe.

En un informe de 2016, el BID hace referencia a los recursos solar y eólico con los que cuenta la región para generar energía a partir de fuentes no convencionales, pero no menciona el potencial de las profundidades del mar para este mismo fin como una alternativa a los combustibles fósiles con el desarrollo de las nacientes tecnologías marinas de aprovechamiento de energía mareomotriz (generada con las mareas), undimotriz (generada a partir de las olas), de gradientes térmicos (variaciones de temperatura del agua) y de gradientes salinos (variaciones de concentración de sal).

Sin embargo, dichas tecnologías actualmente tienen una participación mínima en la producción energética global (solo 536 Megavatios instalados de 5.600 Teravatios de capacidad total global), pues la mayoría se encuentra en etapas preliminares de desarrollo y no ha llegado a países como Colombia.

Con el fin de fortalecer su crecimiento se han adelantado investigaciones como la de Jessica Arias Gaviria, doctora en Ingeniería – Recursos Hidráulicos de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín, quien propone una forma de estimar el potencial práctico que tienen las aguas profundas en el Caribe, calculado como el flujo máximo de agua que se puede extraer y retornar al océano, sujeto a restricciones geográficas (profundidad y características del piso oceánico), técnicas (capacidad de las tecnologías disponibles) y ambientales (variaciones históricas de la salinidad), evitando así afectar los ecosistemas marinos con estas actividades.

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El potencial del Caribe

El estudio de la doctora Arias forma parte de los proyectos desarrollados desde hace varios años por el Grupo de Investigación en Oceanografía e Ingeniería Costeras (Oceánicos) de la Facultad de Minas de la UNAL Sede Medellín. Dirigidos por el profesor Andrés Osorio Arias, los investigadores identificaron el potencial que en el país presenta la aplicación de este tipo de tecnologías para diversificar la canasta de producción energética y resolver las necesidades que se presentan en esta materia en las zonas costeras.

“Evidenciamos que Colombia no tenía como recursos importantes las olas ni las mareas para la generación de energía, que es lo que la mayoría de las personas piensan cuando hablamos de la energía del mar. Por el contrario, identificamos un relevante potencial en energía por conversión térmica oceánica (OTEC) y en energía de gradiente salino”, explica el profesor Osorio.

Mientras que la energía de gradiente salino se basa en la producción de electricidad directamente a partir de la diferencia en la concentración de sal, la de conversión térmica oceánica –sobre la que se centró el estudio de la doctora Arias– se enfoca en la producción de energía aprovechando las bajas temperaturas de las aguas profundas, que se mantienen por debajo de los 5 oC y albergan concentraciones más altas de nutrientes que las aguas superficiales.

La tecnología OTEC usa la diferencia térmica que se da entre el agua tibia de la superficie y el agua fría que se extrae de 800 a 1.000 m de profundidad. La primera se usa para evaporar fluidos con un punto de ebullición menor y con el vapor resultante, para hacer mover una turbina y un generador (que son los que producirán la energía). Por su parte, el agua fría se usa para condensar de nuevo el fluido, empezando de nuevo el ciclo.

Uno de los logros alcanzados por la doctora Arias en su investigación fue calcular cuánta agua se puede extraer de puntos cercanos a islas del Caribe, como San Andrés, sin afectar los ecosistemas marinos. Para llegar a esto, tuvo en cuenta factores como la población y su consumo de energía, los requisitos tecnológicos y las limitaciones ambientales, considerando las variaciones históricas en las corrientes oceánicas que se dan a lo largo del año, la temperatura y la salinidad. Esta metodología se aplicó a cinco ciudades caribeñas: Bridgetown (Barbados), Montego Bay (Jamaica), Puerto Plata (República Dominicana), San Andrés Isla (Colombia) y Willemstad (Curazao).

Así identificó que el potencial promedio en estas islas es de alrededor de 50 m3 por segundo en cada ciudad, excepto en Willemstad, que tiene un potencial de más del doble del promedio. Los flujos encontrados son suficientes para abastecer toda la demanda de aire acondicionado y el 60 % de la de electricidad de cada ciudad.

La investigació hace referencia a satisfacer el consumo de aire acondicionado de las islas, ya que allí las aguas profundas se pueden usar directamente para alimentar sistemas de enfriamiento como estos o para producir electricidad por sus frías temperaturas. Dicha tecnología se encuentra en un estado más maduro que el de las OTEC.

La aplicación de esa tecnología puede resultar beneficiosa para el sector turístico de San Andrés y otras ciudades del Caribe, pues reduciría hasta en un 80 % el consumo de energía para estos fines, un resultado que la investigadora Arias obtuvo por medio de un modelo de simulación en computador para entender cómo se podría llevar a cabo el proceso de adopción de sistemas de aire acondicionado a partir de agua de mar en el Caribe en el futuro. Este proceso tuvo como guía al profesor Santiago Arango Aramburo, director del Grupo de Investigación Ciencias de la Decisión de la Facultad de Minas de la UNAL Sede Medellín.

“En este momento parece que no hay un ambiente favorable para esta tecnología, pero es una cuestión de ir generando alternativas como los distritos de enfriamiento”, asegura el profesor Arango sobre la posibilidad de que en un futuro cercano se apliquen estas tecnologías en Colombia. Además resalta que si se contara con los incentivos gubernamentales apropiados, temas como el de los sistemas de aire acondicionados se podrían aplicar casi de inmediato.

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