ESTATICA
FACULTAD DE INGENIERIAESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA
MECANICA ELECTRICAESTUDIO DE LA ENERGIA MAREOMOTRIZ
AUTOR:CALDERN PIMINCHUMO IVAN ANSELMOSIMBRON SERVAT REYNALDO
SABINO ASESOR:JORGE INCISO VASQUEZCURSO:ESTATICA
TRUJILLO PER2015
INDICEndice .. 2I. Introduccin .. 3II. Desarrollo .. 4 Presa de
Marea ..... 7 Tipo de movimientosEn el mar .... 8 Las corrientes
marinas . 8 Las ondas y las olas . 9 Las mareas . 9 Ventajas y
Desventajas .. 10 Caractersticas ..... 11III. Conclusin .. 11IV.
Anexos ....... 12V. Bibliografas .... 15
Energa mareomotrizI. INTRODUCCION
La energa mareomotriz es la que se obtiene aprovechando las
mareas, transformando la energa mareomotriz en energa elctrica. Con
un promedio aproximado de 4 Kilmetros de profundidad los ocanos
cubren las tres cuartas partes de la tierra conformando un enorme
depsito de energa siempre en movimiento, el viento es el encargado
de formar las olas que pueden alcanzar los 12 metros en condiciones
normales, y las temperaturas (entre -2 C a 25) generan corrientes y
por ltimo la conjugacin tanto en la superficie como en el fondo, de
las atracciones solar y lunar.Las mareas, es decir, el movimiento
de las aguas en el mar, producen una energa que se transforma en
electricidad en las centrales mareomotrices. Se aprovecha la energa
liberada por el agua de mar en sus movimientos de ascenso y
descenso de las mareas (flujo y reflujo). El sistema consiste en
aprisionar el agua en el momento de la alta marea y liberarla,
obligndola a pasar por las turbinas durante la bajamar. Cuando la
marea sube, el nivel del mar es superior al del agua del interior.
Abriendo las compuertas, el agua pasa de un lado a otro del dique,
y sus movimientos hacen que tambin se muevan las turbinas de unos
generadores de corrientes situados junto a los conductos por los
que circula el agua.Cuando por el contrario, la marea baja, el
nivel dela mar es inferior porque el movimiento del agua es en
sentido contrario que el anterior, pero tambin se aprovecha para
producir electricidad.El presente reporte se realizara con el fin
de conocer ms sobre lo que es la generacin de energa elctrica
aprovechando la energa motriz del mar (energa mareomotriz)
investigar y comprender como esta es generada en las diferentes
centrales y cules son las formas de generar aprovechando las
propiedades del mar y la energa motriz que esta genera.Nuestro
objetivo generales dar a Conocer y aprender acerca de la generacin
de energa elctrica mediante el uso de la energa motriz producida
por las olas en los ocanos, identificando los elementos que
intervienen en la generacin de energa elctrica mediante el
aprovechamiento de la energa mareomotriz, conociendo las etapas de
la generacin de energa elctrica mediante la energa mareomotriz y a
la vez comprender como se transforma la energa mareomotriz en
energa elctrica.Antecedentes: Objetivos: Objetivo general: Objetivo
especfico:
II. DESARROLLO:
ENERGA MAREOMOTRIZLa energa mareomotriz forma parte delgrupode
las llamadas energas renovables y se obtiene a travs de las energas
cintica y potencial de las mareas es decir,Aprovecha lafuerzade las
olas del mar de y de los cambios entre las mareas alta y baja que
convierten su variacin en energa elctrica.La energa se define como
mayor o menor capacidad de realizar untrabajoo producir un efecto
en forma de movimiento,luz,calor, etc. Es la capacidad para
producir transformaciones.La energa se define como mayor o menor
capacidad de realizar untrabajoo producir un efecto en forma de
movimiento,luz,calor, etc. Es la capacidad para producir
transformaciones.Mares y ocanos cubren las tres cuartas partes de
la superficie de nuestro planeta. En la superficie los vientos
provocan las olas que pueden alcanzar hasta 12 metros de altura, 20
metros debajo de la superficie, las diferencias
detemperaturaengendran corrientes; por ltimo, tanto en la
superficie como en el fondo, la conjugacin de las atracciones solar
y lunar. Las mareas, es decir, el movimiento de las aguas del mar,
producen una energa que se transforma en electricidad en las
centrales mareomotrices.Se aprovecha la energa liberada por el agua
de mar en sus movimientos de ascenso y descenso. sta es una de las
nuevas formas de producir energa elctrica.
Losmtodosde generacin mediante energa de marea pueden
clasificarse en estas dos:Generador de la corriente de mareaLos
generadores de corriente hacen uso de la energa cintica del agua en
movimiento a las turbinas de la energa, de manera similar al viento
(aire en movimiento) que utilizan las turbinas elicas. Estemtodoest
ganando popularidad debido acostosms bajos y a un menor impacto
ecolgico en comparacin con las presas de marea.Laenerga
maremotrmicaes por definicin untipo de energa sostenibleque
transforma ladiferencia de temperaturas entre el fondo y la
superficiede un ocano en electricidad. Sila diferenciaentre la
temperatura del fondo del ocano y de la superficiees mayor o igual
a 20C, la cantidad energa trmica ocenica obtenidaes sustancial, con
un impacto insignificante sobre el medio natural. La obtencin de
esta energa trmica del mar se realiza mediante la ubicacin de una
maquina trmica compuesta de uno o varios intercambiadores de calor
y una turbina que aprovecha el gradiente de temperaturas para
producir trabajo y posteriormente convertirlo en electricidad.La
energa maremotrmica no ha sido tradicionalmente explotada y esuna
de las ms desconocidas entre las energas renovables, aunque
supotencialha sido estimado en10.000GWde potencia base segn los
clculos de algunos expertos, lo que supone ms que la potencia
estimada que pueden producir otrasenergas sostenibles como la
energa mareomotriz.La energa maremotrmica, tambin llamada OTECpor
sus siglas en ingls (Ocean Thermal Energy Conversin) fue utilizada
por primera vez por el fsico francsArsne dArsonval en 1.881a nivel
experimental. La primera planta de produccin de energa maremotrmica
del mundo fue concebida en Cuba en 1.930 por un discpulo de
Arsonval con una potencia de 22Kw.Losemplazamientosms adecuados
para obtener energa trmica del mar son lasaguas tropicalescon
temperatura superficial mayor de 25C y que posean cerca de las
costas una profundidad de ms de 1km, donde la temperatura puede
llegar a unos 5C.El mayorreto de la energa maremotrmica es
conseguir que se puedan generar cantidades de energa
significativascuando las diferencias de temperatura en el ocano son
pequeas, esto es difcil debido a la baja eficiencia propia de este
tipo de ciclos trmicos.Por el contrario lasventajasde la utilizacin
de energa trmica ocenicason numerosas, entre ellas la obtencin de
diversos subproductos, como laproduccin de agua fresca, que puede
ser utilizada paramariculturao parasistemas de refrigeracin,
ladesalinizacin del agua marina(utilizando la energa producida en
el fondo del mar), y para ayudar a laeconoma a transformarse en
mssosteniblemediante elaumento del uso de energas alternativas,
limpias y renovablesque no emitan gases de efecto invernadero y que
aumenten la independencia energticaespecialmente en casos de islas
o pequeos pases costeros. En conclusin para poder desarrollar estos
tipos de proyectos sobre cmo aprovechar la energa mareomotriz en
muestra regin la libertad, podemos basarnos en la energa undimotriz
que aprovecha las ondas del mar para que mediante de unos
dispositivos como los motores hidrulicos, aprovechar las ondas del
mar para transformar energa elctrica.
El aprovechamiento de esta fuerza se lleva investigando desde
hace un tiempo relativamente corto, por lo que los dispositivos
tienen un amplio margen de evolucin.Se trata de una energa limpia,
totalmente renovable, silenciosa y poco visible.Presenta un bajo
impacto ambiental.Su viabilidad econmica est de momento muy
interrelacionada con la tarifa prima elctrica.Energa local,
produccin autnoma y continua de electricidad.
1. Presa de mareaLas presas de marea hacen uso de la energa
potencial que existe en la diferencia de altura (o prdida de carga)
entre las mareas altas y bajas. Las presas son esencialmente los
diques en todo el ancho de un estuario, y sufren los altos costes
de la infraestructura civil, la escasez mundial de sitios viables y
las cuestiones ambientales.
2. TIPOS DE MOVIMIENTOS EN EL MAR Debido a las acciones
conjuntas del Sol y la Luna se produce tres tipos de alteraciones
en la superficie del mar, las cuales son: a) Las corrientes
marinas. b) Las ondas y las olas. c) Las mareas. a) LAS CORRIENTES
MARINAS:Las corrientes marinas son grandes masas de agua que, como
consecuencia de su calentamiento por la accin directa y exclusiva
del Sol, se desplazan horizontalmente; son, pues, verdaderos ros
salados que recorren la superficie de los ocanos.Las trayectorias
de tales corrientes son constantes, y sta circunstancia es la que
aprovech el hombre durante la larga poca de la navegacin a vela;
fue la primera y nica utilizacin de la fuerza de las corrientes
marinas. El conocimiento de las corrientes marinas, de su amplitud,
sentido, velocidad, etc., tiene una importancia considerable para
los navegantes. Una de sus acciones es desviar de su ruta a los
buques que penetran en ellas; favorecen o entorpecen la navegacin
segn el sentido en que se la recorra.Ningn otro efecto favorable ha
podido obtener el hombre de la enorme energa cintica de las
corrientes marinas. Pero los resultados y ventajas de otro orden
(climticas, antropogeogrficas, econmicas, etc.) son
incalculables.b) LAS ONDAS Y LAS OLASLos vientos imprimen a las
capas superficiales del mar movimientos ondulatorios de dos clases:
las ondas y las olas. Las primeras se pueden observar en el mar,
incluso en ausencia del viento; son masas de agua que avanzan y se
propagan en la superficie en forma de ondulaciones cilndricas.Los
elementos de una onda son: su longitud, esto es, la distancia entre
dos crestas consecutivas; la amplitud o distancia vertical entre
una cresta y un valle; el perodo, esto es el tiempo que se separa
el paso de dos crestas consecutivas por delante en un punto fijo; y
la velocidad.Las olas del mar son un derivado terciario de la
energa solar. El calentamiento de la superficie terrestre genera
viento, y el viento genera las olas.La energa que desarrollan las
ondas es enorme y proporcional a las masas de aguas que oscilan y a
la amplitud de oscilacin. Esta energa se descompone en dos partes,
las cuales, prcticamente, son iguales: una energa potencial, la
cual provoca la deformacin de la superficie del mar, y una energa
cintica o de movimiento, debida al desplazamiento de las partculas;
en suma, de la masa de agua. Las ondas marinas se forman nicamente
en puntos determinados de nuestro planeta y desde ellos se propagan
radialmenteA diferencia de la energa generada por los combustibles
fsiles, la energa de olas no produce emisiones ni subproductos
nocivos; y dado que son fuente de las olas de ocanos son una fuerte
de energa renovable constante, lograr atrapar su fuerza elimina el
peligro de agotar los preciosos recursos naturales de la Tierra. La
energa de olas es potencialmente ms valiosa que la energa elica
como fuente de energa: las olas no vienen y van en rfagas; se
desarrollan de manera gradual, sobre grandes distancias y largos
periodos de tiempo y permanecen mucho tiempo despus de que el
viento que las ha creado se ha ido. Si bien varias de las
tecnologas actualmente disponibles para atrapar la energa inherente
en las olas todava necesitan ser desarrolladas, s son prometedoras
y pueden llegar a formar parte de los futuros suministros de
energa.c) LAS MAREASLas mareas son oscilaciones peridicas del nivel
del mar. Es difcil darse cuenta de este fenmeno lejos de las
costas, pero cerca de stas se materializan, se hacen patentes por
los vastos espacios que peridicamente el mar deja al descubierto y
cubre de nuevo.Este movimiento de ascenso y descenso de las aguas
del mar se produce por las acciones atractivas del Sol y de la
Luna. La subida de las aguas se denomina flujo, y el descenso
reflujo, ste ms breve en tiempo que el primero. Los momentos de
mxima elevacin del flujo se denominan pleamar y el de mximo reflujo
bajamar.Belidor, profesor en la escuela de Artillera de La Fre
(Francia), fue el primero que estudi el problema del
aprovechamiento de la energa cintica de las mareas, y previ un
sistema que permita un funcionamiento continuo de dicha energa,
empleando para ello dos cuencas o receptculos conjugados.En
contraposicin a algunas fuentes de energa alternativas, las mareas
son una constante y la energa de mareas puede proporcionarse de
manera continua. (Esto no significa que puede alinearse con las
necesidades crticas diarias de los servicios pblicos, sin embargo,
debido a que las mareas cambian ligeramente cada da como parte de
su ciclo.)El uso de la energa de mareas de las aguas que rodean a
un pas permite un cierto grado de autosuficiencia energtica, lo
cual es siempre una ventaja en lugares donde los precios de los
combustibles fsiles y su disponibilidad no son estables. Los
beneficios ambientales del uso de le energa de mareas sobre los
mtodos ms convencionales, tambin son importantes.Estimacin de la
potencia disponible:La energa potencial puede ser estimada con un
modelo paramtrico, conociendo las caractersticas de las mareas
como: la altura o los principales componentes armnicos, adems de
algunos coeficientes que en muchos casos contienen muchas
incertidumbres. La energa potencial de las marea es directamente
proporcional al rango de la marea. En el caso particular de una
mareomotriz, es la diferencia entre la elevacin del mar y el nivel
del embalse. Con la ecuacin (1) es posible calcular la potencia de
una instalacin.
Donde: H: es la diferencia entre el embalse y el mar, expresada
en metros.Q: gasto que pasa por las turbinas en metros cbicos y: el
peso especfico igual a la densidad por la gravedad por
Q puede ser calculado como: (2)Donde: A: es el rea transversal
de las turbinas expresada en V: velocidad media en el rea
transversal de las turbinas expresada en V puede verse calculada
como: .(3)Cd coeficiente de prdidas: cuando la energa cambia o
entra a un sistema, una parte de esta energa se pierde, debido a
muchos factores, como perdidas de friccin a lo largo de la
trayectoria y cambios bruscos de seccin y direccin entre otros, lo
cual se puede tomar en cuenta con un factor de eficiencia a travs
de la relacin de la energa transformada y la energa disponible.
Entonces, la ecuacin de potencia quedara de la siguiente
manera.
n factor de eficiencia incluye: teniendo los datos de marea se
puede conocer el nivel del mar en cualquier instante; sin embargo,
el nivel en el embalse depende de cunta agua est entrando o
saliendo, lo cual depende del volumen de almacenamiento y gasto de
descarga, que a su vez depende del nmero de turbinas y su
capacidad, as como de la altura de un lado a otro del embalse (
)
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA ENERGA MAREOMOTRIZLas ventajas ms
importantes de estas centrales es que tienen las caractersticas
convencionales de cualquier central hidroelctrica. Responden de
forma rpida y eficiente a los cambios de carga, generando energa
libre decontaminacin, y de variaciones estacionales o anuales.
Tienen unmantenimientobajo y una vida prcticamente ilimitada. Este
tipo de energa se auto renueva, no contamina, es silenciosa,
lamateria primaes la marea y es muy barata, funciona en cualquier
clima y poca del ao, y ayuda para que non haya inundaciones.
Ventajas:
Auto renovable. No contaminante. Silenciosa.
Bajocostodemateriaprima. No concentrapoblacin. Disponible en
cualquier clima y poca del ao. La desventaja fundamental es que
necesita una graninversininicial y se tardan varios aos en
construir las instalaciones. Otros inconvenientes son los posibles
cambios en elecosistemay el impacto visual y estructural sobre el
paisaje costero.
Desventajas:
Impacto visual y estructural sobre el paisaje costero.
Localizacin puntual. Dependiente de la amplitud de mareas. Traslado
de energa muy costoso. Efecto negativo sobre la flora y lafauna.
Limitada. CARACTERSTICAS DE LA ENERGA MAREOMOTRIZ
La explotacin de la energa potencial correspondiente a la sobre
elevacin del nivel del mar aparece enteoracomo muy simple: se
construye un dique cerrando una baha, estuario o golfo aislndolo
del mar exterior, se colocan en l los equipos adecuados (turbinas,
generadores, esclusas) y luego, aprovechando el desnivel que se
producir como consecuencia de la marea, se genera energa entre el
embalse as formado y el mar exterior.Esta energa es, sin embargo,
limitada; la potencia disipada por las mareas del globo terrestre
es del orden de 3 TW, de los cuales slo un tercio se pierde en
mareas litorales. Adems, para efectividad la explotacin, la
amplitud de marea debe ser superior a los 4 metros, y el sitio
geogrfico adecuado, lo que elimina prcticamente el 80% de la energa
tericamente disponible, dejando aprovechables unos 350 TW-hr por ao
(Bonefille, 1976).A modo de resumen se muestran la fig. 1 los
proyectos al ao 1982.Uno de los mayores inconvenientes en la
utilizacin aparece precisamente debido a las caractersticas
inherentes al fenmeno de las mareas. En efecto, como el nivel del
mar vara (con un perodo del orden de 12 has. 30 min. en las zonas
apuntadas), a menos que se tomen las precauciones necesarias, la
cada disponible (y la potencia asociada) varan de la misma forma, y
por lo tanto se anulan dos veces por da. Adems, la marea sigue el
ritmo de la luna y no del sol, de manera que hay un retardo diario
de 30 min., en las horas en que dichas energa est disponible. Los
esquemas tericos diseados para salvar esta dificultad resultan
antieconmicos y actualmente el problema solo se puede resolver con
regulacin externa o interconexin.
III. CONCLUSIN
Los combustibles fsiles, son los principales productores de
energa, tambin, como dijimos, son responsables en gran parte del
calentamiento de la tierra. Si tomamos como base el uso de energas
renovables, no slo evitaramos la contaminacin, sino que tambin
ahorraramos mucho. Para poder ampliar el uso de la energa de las
mareas es necesario el empleo de tecnologas rentables a las que
puedan tener acceso los pases con relativamente bajos niveles de
mareas. Actualmente, las formas de produccin de energa mareomotriz
en nuestro medio, presentan un costo econmico muy alto, comparado
con su rentabilidad, y siendo la energa mareomotriz una fuente
inagotable es importante buscar y experimentar nuevas y posibles
alternativas para nuestra nacin.V. Bibliografas Enciclopedia
Microsoft Encarta 1993-2003 Microsoft Corporation
http://www.inde.gob.gt http://www.insivumeh.gob.gt
http://www.monografias.com/trabajos6/enma/enma.shtml
http://www.cubasolar.cu/biblioteca/Energia/Energia00/HTML/articul1.htm
http://www.celestopea.com/Convertidores.htm
http://www.energias.bienescomunes.org/2012/10/03/que-es-la-energia-mareomotriz/
https://www.youtube.com/watch?v=buiJ136cxAU
IV. ANEXOS
Central mareomotriz La Rance en FranciaLugar elegido
especialmente por tener una amplitud de mareas de ms de 13 metros.
La usina ha estado en funcionamiento durante treinta aos sin un
accidente grave o una avera. La planta genera 240 MW de potencia
con 24 turbina de 10 MW cada una, y un dimetro de 5,35
metros.Durante la pleamar, la barrera (presa) capta las aguas del
Atlntico en la baha, y con la bajamar, el agua regresa al mar.
Durante este flujo de regreso al ocano, el agua pasa a travs de las
24 turbinas, conectadas a los generadores, produciendo energa
elctrica. La cantidad de electricidad generada por esta planta
mareomotriz podra abastecer a una ciudad de alrededor de 300.000
personas. En 1997, la planta fue modernizada mediante la instalacin
de turbinas bi-direccionales, razn por la cual la capacidad de
generacin se vio incrementada permitiendo aprovechar tambin el
ingreso de agua hacia la baha.En el mapa satelital se puede
apreciar claramente el tamao de la barrera construida para capturar
y forzar al agua a circular a travs de las turbinas.
Generador a base de corrientes martimas
Esquema de generacin mareomotriz
EVALUACIN DEL INFORME ACADMICOFACULTAD: Ingeniera ESCUELA:
Mecnica Elctrica ALUMNOS: 1. CALDERN PIMINCHUMO IVAN ANSELMO
2. SIMBRON SERVAT REYNALDO
TEMA: ESTUDIO DE LA ENERGIA MAREOMOTRIZ
DOCENTE: JORGE INCISO VASQUEZ FECHA: 8 de julio del 2015
INDICADORESNIVEL MXIMO POSIBLE A LOGRARNIVEL EFECTIVO LOGRADO
POR EL INDICADOR
ALUMNOS
12
Respeta la estructura del producto observable propuesto. 1
El ttulo es claro y refleja el contenido esencial del tema de
estudio. 1
La introduccin incluye el propsito y objetivos de investigacin.
2
Presenta la informacin sobre el tema investigado de manera
coherente, de acuerdo a los objetivos planteados 3
Interpreta con sus propias palabras los resultados investigados.
4
Las conclusiones son coherentes con los objetivos planteados.
2
Las referencias bibliogrficas se consignan de acuerdo a las
normas internacionales. 1
Presenta puntualmente el producto observable. 1
SUSTENTACIN DEL INFORME DE INVESTIGACIN
Demuestra dominio temtico. 1.5
Explica en forma clara y coherente. 1
Utiliza los medios y materiales adecuadamente. 1
Responde asertivamente las preguntas formuladas. 1.5
TOTAL 20
11
