INTRODUCCIÓN

El mar ocupa el 70% de la superficie del globo con una masa liquida en constante movimiento (mareas), que puede aprovecharse por ejemplo, mediante turbinas, para producir electricidad, como es el caso de nuestro proyecto.
Encontramos el concepto de la Teoría General del Sistema, “todo el universo interactúa entre sí, influye y es influenciado”, interesante ya que la mareomotriz no es una excepción de la Ley Universal, ya que influye la (pleamar) o marea alta y el reflujo (bajamar) o marea baja, es producida por la acción gravitatoria del sol, la tierra y la luna. La fuerza gravitacional de la luna empuja la parte de la tierra mas cercana a esta lejos del centro de la tierra y así se produce una alta mar directamente debajo de la luna. Al mismo tiempo el sol empuja a la tierra como un todo para mantener el equilibrio de órbita de la tierra dando origen a otra marea alta. Con lo anterior, se obtienen dos mareas altas, de los lados opuestos de la tierra, con el movimiento de rotación del planeta (un día) se obtiene dos mareas altas y dos mareas bajas por día.

Este fenómeno se acentúa mas en los extremos del globo terraqueo, no es nuevo, sino novedoso, ya que en otros lugares del planeta este sistema ya se había implantado con éxito, desde la antigüedad es conocida esta técnica, que ya fue aplicada para poder mover los primitivos molinos de marea egipcios. Su desarrollo histórico fue parecido al de los molinos hidraulicos en el siglo XIII, donde ya funcionaban algunas ruedasmareomotrices en Inglaterra en el siglo XVIII. Aparecen varias instalaciones para moler grano y especies tanto en Francia como en Estados Unidos.
Los pioneros en el estudio y explotación de este recurso fueron los franceses, en el verano de 1966 cuando se puso en marcha una planta de energía mareomotriz de 240.000 Kw en el río Rance, un estuario del canal de la Mancha, en el noroeste de Francia que consiste en un paredón que cierra el río, permitiendo así almacenar agua en la represa cuando sube la marea y luego liberarla cuando el nivel de agua del mar es menor, generando al llenar y vaciar el estuario artificial mediante el paso del fluido por las turbinas la energía aprovechable que es la eléctrica.
Dicho concepto permitió a los investigadores elaborar una propuesta de generación en distintas regiones en base a la central realizada en Francia. Por ser un referente a nivel mundial, en este trabajo se tomara como parte de la investigación y como ayuda en cuanto a la descripción del funcionamiento e instalaciones que poseen estas Centrales. Pero en primer lugar se detallara la base del funcionamiento, el movimiento de las olas, sus fluctuaciones y demas variaciones.


Mirandolo desde otro aspecto se entiende que actualmente vivimos en una sociedad de consumo y de creciente expansión, en la era de la tecnología, donde la necesidad de energía es inevitable. En esta situación uno de los principales problemas a nivel mundial que existen en el panorama actual es el de la finitud de las fuentes de energíahabituales ya que las necesidades energéticas son crecientes y los recursos limitados.
Nuestra sociedad camina así hacia un colapso energético y las energías alternativas renovables, tales como la eólica, la hidraulica, la solar, la de la biomasa o la mareomotriz, son la opción mas ecológica y razonable. Extrañamente esta última nunca fue aprovechada y es desconocida por la mayoría de las personas aún siendo una fuente inagotable y segura, ya que depende del movimiento continuo de las mareas.












CAPITULO I


PLANTEAMIENTO DEL PLOBLEMA

Centrales Mareomotrices que Generan Electricidad
¿CÓMO SERIA EL PROCESO DE APROVECHAMIENTO DE LAS MAREAS?


Nos encontramos con nuestro problema, que sería el poco conocimiento de cómo se puede aprovechar los movimientos de las mareas, conocer cómo funciona, como se ha incrementado y cuales serian las condiciones necesarias para poder realizar la central como tal.
Las mareas son oscilaciones periódicas del nivel del mar. Es difícil darse cuenta de este fenómeno lejos de las costas, pero cerca de éstas se materializan, se hacen patentes por los vastos espacios que periódicamente 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, éste mas breve en tiempo que el primero. Los momentos de maxima elevación del flujo se denominan pleamar y el de maximo reflujo bajamar.La amplitud de mareas no es la misma en todos los lugares; nula en algunos mares interiores, como en el Mar Negro, entre Rusia y Turquía; de escaso valor en el Mediterraneo, en el que solo alcanza entre 20 y 40 centímetros, es igual débil en el océano Pacífico. Por el contrario, alcanza valor notable en determinadas zonas del océano Atlantico, en el cual se registran las mareas mayores. Así en la costa meridional Atlantica de la República Argentina, en la provincia de Santa Cruz, alcanza la amplitud de 11 metros, de tal modo que en Puerto Gallegos los buques quedan en seco durante la baja marea.
Pero aún la supera la marea en determinados lugares, tales como en las bahías de Fundy y Frobisher, en Canada (13 metros), y en algunos rincones de las costas europeas de la Gran Bretaña, en el estuario del Servern (13,6 metros), y de Francia en las bahías de Mont-Saint-Michel (12,7 metros) y el estuario de Rance (13 metros).
Belidor, profesor en la escuela de Artillería de La Fère (Francia), fue el primero que estudió el problema del aprovechamiento de la energía cinética de las mareas, y previó un sistema que permitía un funcionamiento continuo de dicha energía, empleando para ello dos cuencas o receptaculos conjugados.
La utilización de las mareas como fuente de energía montaba varios siglos. Los ribereños de los ríos costeros ya habían observado corrientes que hacían girar las ruedas de sus molinos, que eran construidos a lo largo de las orillas de algunos ríos del oeste de Francia y otros países enlos cuales las mareas vivas son de cierta intensidad. Aún pueden verse algunos de estos molinos en las costas normandas y bretonas francesas. Los progresos de la técnica provocaron el abandono de maquinas tan sencillas de rendimiento, hoy escaso.
Las ideas de Belidor fueron recogidas por otros ingenieros franceses que proyectaron una mareomotriz en el estuario de Avranches, al norte y a 25 Km. De Brest basandose en construir un fuerte dique que cerrase el estuario y utilizar la energía de caída de la marea media, calculando las turbinas para aprovechar una caída comprendida entre 0,5 y 5,6 metros. Los estudios para este proyecto estaban listos a fines de 1923, pero el proyecto fue abandonado.
Otros proyectos se estudiaron en los Estados Unidos para aprovechar la energía de las mareas en las bahías de Fundy y otras menores que se abren en ella, Oen las cuales las mareas ofrecen desniveles de hasta 16 metros. En la Cobscook se construyo una mareomotriz de rendimiento medio, lo cual duró durante pocos años, pues su rendimiento resultaba mas caro que las centrales termoeléctricas continentales.
Las teorías expuestas por Belidor en su Tratado de Arquitectura hidraulica (1927) quedaron en el aire; pero la idea de aprovechar la enorme energía de las mareas no fue jamas abandonada del todo; solo cuando la técnica avanzo lo suficiente, surgió un grupo de ingenieros que acometió el proyecto de resolver definitivamente el problema.
La primera tentativa seria para el aprovechamiento de la energía de las mareasse realiza actualmente en Francia, precisamente en el estuario de Rance, en las costas de Bretaña. Solo abarca 2.000 ha. , pero reúne magnificas condiciones para el fin que se busca; el nivel entre las mareas alta y baja alcanza un maximo de 13 metros, una de las mayores del mundo. El volumen de agua que entrara en la instalación por segundo se calcula que en 20.000 m3. , cantidad muy superior a la que arroja al mar por segundo el Rin. Su costo sera de miles de millones de francos; pero se calcula que rendira anualmente mas de 800 millones de kv/h. Un poderoso dique artificial que cierra la entrada del estuario; una esclusa mantiene la comunicación de éste con el mar y asegura la navegación en su interior.
Todos los elementos de la estación mareomotriz – generadores eléctricos, maquinas auxiliares, las turbinas, los talleres de reparación, salas y habitaciones para el personal director y obreros-, todo esta contenido, encerrado entre los muros del poderoso dique que cierra la entrada del estuario. Una ancha pista de cemento que corre a lo largo de todo él.

De esta manera vemos, cual es la capacidad del aprovechamiento de esta energía renovable generada a partir de las fuerzas y movimientos de las mareas. Desde 1581 hasta 1822 en Londres, capital de Inglaterra, funcionó sobre el río Tamesis, una gran rueda movida por la marea, que permitía bombear el agua al centro de la población. Modernamente, en el estuario del Río Rance, Francia y en Kislaya, URSS, existen sendas de Centrales Mareomotrices y seconoce que la potencia instalada en la central Francesa es de 250 MW.En 1737, como ya hemos mencionado Belidor quien dio a conocer su obra sobre la arquitectura hidraulica, encontramos que se refiere a los molinos de marea, de Dunkerque e intento asegurar la continuidad de su funcionamiento; el cual es el primer testimonio de la técnica basada en la energía de las mareas.
Whitaker (1982): colocó funcionamiento una unidad experimental que sirvió para probar el procedimiento del as turbinas de la central en situaciones reales, en Canada.
Gibson y Wilson (1979): Plantearon una forma de regulación mas conveniente de sistemas o redes de conexión o en su defecto con centrales de acumulación por bombeo.
Bernsttein y Godin (1965-1974): Crearon un sistema de interconexión optimizada con centrales de acumulación hidroeléctrica.
Sin embargo el lento desarrollo de la tecnología y los enormes costes fueron paralizando unos proyectos que han resurgido en los últimos 5 años, ya que cada vez mas gobiernos y empresas invierten en este tipo de energía, concientizados de que las energías renovables pueden ser de gran ayuda para evadir problemas de contaminación y escasez de recursos energéticos, y se encuentran apoyados por los avances tecnológicos.
Las mareas de los océanos constituyen una fuente gratuita, limpia e inagotable de energía, que al contrario que otras renovables, como la eólica o la solar, no depende de otros factores. Es importante saber que es, sin embargo, un recurso hidraulico que tiene analogíacon la hidroelectricidad, la energía mareomotriz se sabe que podría a portar unos 635.000gigavatios por hora (GW/h) anuales que equivalen a 392.000 toneladas de carbón por año.
Se conoce que es una de las catorce nuevas y ahorrativas energías que estudian los organismos especializados de las Naciones Unidas. Esta energía no se ve limitada ni por el clima ni por la época del año y la técnica consiste en encauzar el agua de la marea en tanque y en su camino de escape esta accionara las turbinas de una central eléctrica. Cuando las aguas se retiran, también pueden generar electricidad.



















OBJETIVO GENERAL


Explicación concreta de los procesos que influyen en el funcionamiento de las Centrales Mareomotrices que Generan Electricidad

El funcionamiento basico de una central mareomotriz se basa en llenar un embalse durante la marea alta o pleamar y en expulsar el agua durante la marea baja o bajamar. Se produce energía eléctrica cuando el agua pasa por unas turbinas instaladas en los conductos de llenado/vaciado del embalse. Cuando sube la marea se llena el embalse. Cuando empieza a bajar la marea se cierra el embalse durante unas horas para obtener una adecuada diferencia de nivel entre el embalse y el mar abierto. Al abrir las compuertas el agua pasa por unas turbinas que generan la energía eléctrica.

El tiempo de funcionamiento de una central mareomotriz es de 6 a 7 horas por marea y de 2 a 3 horas de tiempo de espera entre cada marea, lo que supone entre 12 y14 horas diarias de producción de energía eléctrica.
Para que una central mareomotriz sea rentable la amplitud de la marea debe ser al menos de 5 metros. El rendimiento de una central mareomotriz depende de la amplitud de la marea, de la superficie del embalse y de la longitud del dique.











OBJETIVOS ESPECIFICOS


Desglosar los elementos de la energía mareomotriz y de la central
La central
La planta de energía de La Rance es una estructura de 750m de largo y llega a 13 metros bajo el nivel del mar, esto ha permitido la creación de un embalse de 184000000 metros cúbicos con una capacidad efectiva entre 0 y 13.5 metros sobre el nivel del mar, extendiendo el río aguas arriba por cerca de 20 Km. hasta LE CHATERLIER.
La barrera móvil o aliviadero:
De 115m de largo, consiste de 6 puertas tipo “vagón” cada una operada por un servomotor aceitado. La altura de la elevación es de 10m y el ancho de cada canal es 15m. Esta estructura, operada desde la sala de control de la planta de energía, puede asegurar el pasaje de un total de 9600 metros cúbicos/segundo con una diferencia en el nivel de 5m, esto permite un rapido balance en el nivel de las aguas para poder llenar o vaciar la cuenca.
El Dique de contención:
Éste es una barrera de rocas de 163m de largo, es hermética (impermeable) gracias a una pared central de concreto, incluyendo en la parte mas baja una accesible galería en el lado izquierdo del banco, la estructura conduce a la pared final de la planta de energía. Este diqueresulta fundamental para permitir crear un estuario totalmente artificial, lo que permite determinar el volumen de la masa de agua a utilizar para posteriormente establecer la potencia, los ciclos de utilización conceptos, fundamentales para determinar el rendimiento de la central.
Turbinas de doble paso
Solamente cuando la marea bajaba, podía utilizarse la diferencia de altura existente al estar cargado el río. Con lo que, con el fin de lograr una mayor efectividad en los costos, la planta mareomotriz de La Rance es capaz de turbinar ambos momentos cuando el estuario esta lleno y cuando este esta vacío.

Establecer las propiedades de la física presentes en el tema:
(a.i.1) Movimiento Circular
(a.i.2) Interacciones Gravitacionales
(a.i.3) Interacción Eléctrica
(a.i.4) Interacción por Contacto
Peso de un Cuerpo
(a.i.5) Ley de Gravitación Universal
(a.i.6) Ley de Coulomb
(a.i.7) Potencia Mecanica






















Especificar el funcionamiento de las turbinas:
La planta de energía esta ubicada con 24 idénticas unidades de generación de 10 MW cada una, estas unidades, las cuales son de del tipo de ¨bulbo sumergido¨, grupo siguiendo ítems dentro de los mismos cascos metalicos sumergidos en un conducto hidraulico.
Los dos períodos responden a la generación y llenado donde el estuario esta en menor nivel y el nivel de marea esta cercano a su maximo, en estos casos el agua circula desde el mar al estuario generando energía.
Para incrementar el tiempo en la planta deenergía, ademas, los bulbos fueron designados para usarse como bombas, de este modo cuando el mar casi alcanza el nivel del reservorio, la fase de llenado es acelerada con el bombeado.
El sistema de bombeado turbinado hace posible acelerar o anticipar la generación dependiendo de los requerimientos de la red.
Tras generar energía el estuario eleva considerablemente su nivel por lo cual la cota entre nivel de marea y estuario es muy pequeña obteniendo por ende una potencia insignificante por lo cual este período es utilizado solamente para terminar de llenar el estuario.
En este ciclo se produce la espera del descenso de la marea para poder obtener una diferencia entre el nivel de la marea y del estuario (lleno), ademas se puede también recurrir al bombeado para obtener un aumento del nivel del estuario.
Después de la espera, se libera el agua contenida por el estuario descendiendo su nivel y generando de esta forma energía.
En este caso se produce el vaciado del estuario para poder aprovechar nuevamente la acción de la pleamar.
Similar al ciclo A debido a que espera un nivel casi maximo de pleamar para abrir el paso del agua a través de las turbinas aunque puede realizar un proceso de bombeado para aumentar el nivel del estuario durante la espera.









JUSTIFICACIÓN


La importancia primordial de las centrales mareomotrices que generan electricidad es que actualmente se buscan nuevas fuentes de energías que nos permitan dejar de depender de los combustibles fósiles que generanuna inmensa destrucción al medio ambiente, eliminando así los desechos que producen enormes cantidades de Dióxido de Carbono. Al tomar en cuenta este recurso natural, nos enfocamos también en todos los componentes que la conforman ayudando a su desarrollo y a la aplicación en una determinada población.
La energía mareomotriz, utiliza la fuerza de gravedad de la tierra, la fuerza gravitacional de la luna y el sistema solar, es una energía limpia y ecológica, es decir, hay muchos proyectos buenos en la actualidad tecnológicos pero dañinos para el medio ambiente. En cambio este recurso, por así llamarlo, es progresiva por eso hay que destacar que no es totalmente perfecta ya que se le han encontrado algunas desventajas que iremos trabajando.
En fin, creemos que el hecho de el resultado de producir electricidad para las comunidades, de manera sencilla, rentable y sin daños incalculables para el planeta es fundamental, y observar que países como el Reino Unido, Francia y Rusia ya estén utilizando y practicando esta nueva fuente de generar electricidad, nos permite saber que si funciona y que cada día se ven mas beneficiados gracias a el abastecimiento de la energía a través de los movimientos del mar.
Fomentar el uso de la planta mareomotriz, como así también contar con el uso de todas las energías limpias y ecológicas, en estos tiempos que no tenemos consideración y que no colaboramos con la limpieza de nuestro planeta, es primordial. Este tipo de energía se puede producir en ríos, mares, debido a latransformación energética que no produce subproductos contaminantes gaseosos, líquidos y sólidos perjudiciales para la naturaleza.

Creemos que la disminución de los combustibles fósiles, es fundamental por lo siguiente
El carbón, el petróleo y el gas natural, formados por descomposición de plantas y animales que vivieron millones de años atras y se fueron depositando en el interior de la tierra. Representan la energía solar acumulada bajo tierra.
Cuando esos combustibles se queman, liberan la energía que acumularon durante millones de años, produciendo calor y CO2. Estan formados por H y C y se los considera la energía que mueve al mundo.
No sólo se usa para su conversión de energía, también sirven en la industria química, en la fabricación de diversos productos.
Pero a pesar de mover el mundo, estos combustibles son los principales responsables de la degradación y contaminación ambiental, ya que al quemar carbón, gas, nafta y otros derivados del petróleo, se quita oxígeno al aire, produciendo calor y liberando Dióxido de Carbono y otros gases.
Debemos tener en cuenta los problemas que nos causan.
La energía del sol llega a la tierra en forma de radiaciones diversas, algunas visibles como la luz o radiaciones luminosas y otras invisibles como los rayos infrarrojos y los ultravioletas. Una parte de esa energía vuelve al espacio, reflejadas por las nubes, el polvo el aire; la otra parte llega a la tierra donde se transforma en calor que vuelve al espacio.
Pero hay gases como el Dióxido deCarbono, óxidos nitrógenos, óxidos de azufre, vapor de agua, que absorben parte de la energía calórica de la superficie de la tierra, produciendo el llamado 'Efecto Invernadero', que es el proceso normal que mantiene una temperatura estable en el planeta.
Las moléculas de Dióxido de Carbono actúan como vidrios de invernadero reteniendo la radiación y el calor del sol, pero con su aumento (como ocurre en los centros de concentrada población), se van a atrapar mas rayos solares, es decir, estos rayos solares no volveran al espacio y se producira un aumento de la temperatura del planeta. Así se recalentaría la Tierra y se alterara el mecanismo de invernadero. Las principales consecuencias de este efecto es el derretimiento de los casquetes polares, con lo que aumentaría el nivel del mar, y, la consecuente desaparición de ciudades costeras en un principio.








CONCLUSIÓN


Después de realizar este trabajo, llegamos a la conclusión de que hay que tener en cuenta varios puntos o conceptos importantes para tener una idea clara sobre el tema.
Lo primero que consideramos, es que hay que fomentar el uso de la energía mareomotriz, como así también contar con el uso de todas las energías limpias o alternativas, como la solar y la eólica, entre otras; lo mas importante de este punto es terminar de una vez por todas con el uso de combustibles fósiles que, como ya vimos, es uno de los causantes del calentamiento global.
Si el hecho de realizar una conclusión significa hacer un resumen sobre el tema,podemos decir que el aprovechamiento del agua como recurso natural, implica tener en cuenta los factores que participan como los que estan en este trabajo; entre los que podemos citar, la influencia de los astros que producen alteraciones en el mar, o también la presencia de los vientos que producen el oleaje, entre otros; lo mas saliente de este uso del mar, es que no contamina. También podemos incluir en este pequeño resumen es que, (como dice el proyecto que realizamos) si bien la inversión de capitales que hay que realizar es grande y que, en nuestro país, tiene mucho de importante; a la vez, el uso de energías limpias, conforma una fuente de ahorro.
Se considera importante destacar el tema del calentamiento global (en la parte de información periodística) ya que es un tema actual y verdaderamente preocupante. También consideramos necesario ser sinceras y aceptar que información periodística sobre el tema que nos corresponden conseguimos, y nos pareció buena idea relacionar todas las noticias con nuestro tema y globalizar todo en la siguiente conclusión final
Los combustibles fósiles, son los principales productores de energía, también, como dijimos, son responsables en gran parte del calentamiento de la tierra. Si tomamos como base el uso de energías renovables, no sólo evitaríamos la contaminación, sino que también ahorraríamos mucho.
Si tenemos en cuenta que el petróleo, ademas, constituye un factor sumamente contaminante, solamente tenemos que ver la información sobre los derrames endiferentes ríos y mares; y los hechos desastrosos que causa, no solo en el agua, sino también en la flora y en la fauna que habitan allí.
Entonces, pensamos que, si bien nosotras no podemos instalar una central mareomotriz, ni tampoco molinos de viento, podemos evitar el derroche de energía desde nuestras casas, ahorrandola; aunque sea para nosotros mismos. Apaguemos entonces las luces que no necesitemos y ese tipo de cosas que escuchamos miles de veces.
























BIBLIOGRAFÍA


Libros:
'Geografía Económica'. Ediciones Macchi.
'Aventuras de la Ciencia Energética (un recurso para conocer y cuidar)', Norma Cantón. Editorial Astros.
'El mundo de la Energía', Luis Postigo. Editorial Sopena.
'NaturCiencia'.
Paginas Web:
www.monografias.com
www.ambiente-ecologico.com
www.renovables.com
www.eldiariomontanes.es
www.wikipedia.com
www.monografias.com
www.rincondelvago.com













ÍNDICE

Introducción……………………………………………………………….………2
Capítulo I
Planteamiento del Problema
¿Cómo sería el proceso del aprovechamiento de la energía de las mareas?.4
Objetivo General ……………………………………………8
Objetivo Especifico ……………………………………………9
Justificación ……………………………………………….…..12
Conclusión………………………………………………………………….…14
Bibliografía…………………………………………………………………….…16