Tidal Energy Potential in the Center Zone of the Colombian Pacific Coast

  • Gabriel Esteban Quintero Aguilar Universidad Militar Nueva Granada. Bogotá (Colombia)
  • Juan Gabriel Rueda Bayona Universidad Militar Nueva Granada. Bogotá (Colombia)

Resumen

Introducción: La energía de las mareas está evidenciando un interés a nivel mundial porque se puede estimar con precisión debido al comportamiento cíclico de las mareas. Esta energía puede extraerse de las diferencias en la altura del nivel del mar mediante el uso de compuertas y turbinas de un embalse (planta de energía mareomotriz), o extraerse de las corrientes de marea a través de una red de microturbinas reversibles de eje horizontal como se propone en este estudio. Así, la región del Pacífico colombiano tiene la oportunidad de implementar microturbinas en áreas estratégicas con el desafío de optimizarlas para extraer energía con alturas de marea locales de hasta 4 m y velocidades de corriente de hasta 1.5 m/s.

Objetivo: Calcular los potenciales energéticos de las corrientes de marea en la zona central de la costa pacífica colombiana obtenidos mediante modelado hidrodinámico (Delft3D) validado con información in situ.

Metodología: El presente estudio parte del nivel 1 de desarrollo tecnológico (Niveles de desarrollo tecnológico, TRL en inglés) hasta llegar a TRL 2. Luego, la investigación realizó una revisión documental de experiencias nacionales e internacionales relacionadas con la energía mareomotriz, evidenciando la gran oportunidad que tiene Colombia para aprovechar este tipo de energía y sumarnos al creciente interés internacional por el desarrollo de energías limpias y renovables. Además, este estudio caracterizó las alturas de las mareas y realizó cálculos de potenciales energéticos a partir de corrientes de marea en el Pacífico colombiano derivados de modelos hidrodinámicos (Delft3D) validados con datos medidos in situ. Los resultados de este estudio incentivan la aplicación de estas tecnologías en Colombia y representan un aporte al cumplimiento de los Objetivos de Desarrollo Sostenible de la ONU (Energía asequible y no contaminante, ODS 7).

Resultados: De los 4 puntos de análisis, el punto B (Buenaventura) registró el mayor potencial acumulado de generación eléctrica por mes (31,546.56 Wh/mes). Las alturas máximas de marea en los puntos A, B, C y D durante 2018 fueron de 1.88 m. Además, el rango de velocidad media en los puntos A, B, C y D fue de 0.28 m/s a 0.54 m/s, y la velocidad máxima para estos puntos fue de 0.54 m/s, 0.49 m/s, 0.31 m/s y 0.28 m/s respectivamente. Luego, mediante 5 microturbinas mareales con eje horizontal reversible de 1 m de área de barrido para el punto de mayor potencial (B), es posible generar energía eléctrica para cubrir el consumo eléctrico de una casa, y con 544 microturbinas el consumo de 99 casas. La granja de mareas (544 microturbinas) requeriría un área de 2079.36 m2 (por ejemplo, 45.6 m x 45.6 m) y una profundidad media de 5 m; estos requisitos son factibles de cumplir debido a las características del área de estudio.

Conclusiones: Esta investigación determinó el potencial energético de las mareas en la zona central del Pacífico colombiano para 4 puntos de interés, (A, B, C y D) y los mayores potenciales se encontraron en los puntos A y B ubicados en Bahía Málaga y Buenaventura respectivamente. Además, se analizaron las velocidades mínimas, la duración de estas y el régimen de mareas diurno (12 h), y se encontró que los puntos A y B mostraron los tiempos más bajos (1 h y 2 h) de velocidad mínima, evidenciando una capacidad de generación eléctrica diaria de 22 h y 20 h respectivamente. En consideración a los resultados obtenidos, esta investigación muestra la oportunidad de realizar estudios para promover el desarrollo de microturbinas reversibles de eje horizontal para el aprovechamiento de la energía mareomotriz. La energía generada podría ser suministrada a comunidades con dificultades de acceso a la red de distribución eléctrica, lo que reduciría la pobreza y la emisión de Gases de Efecto Invernadero (GEI) por la quema de combustibles fósiles y vegetales (leña).

Palabras clave: Energía renovable, energía de las mareas, Delft3D, potencial energético, modelado hidrodinámico, microturbinas

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Publicado
2021-04-13
Cómo citar
Quintero Aguilar, G. E., & Rueda Bayona, J. (2021). Tidal Energy Potential in the Center Zone of the Colombian Pacific Coast. INGE CUC, 17(2). https://doi.org/10.17981/ingecuc.17.2.2021.07