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Aprovechamiento de la Energía Undimotriz
Departamento de Ingeniería Mecánica
Ing. Mario Pelissero - Mg. Ing. Alejandro Haim Prof. Roberto Tula
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Tipos de energías marinas
Mareomotriz
Energía UndimotrizDepartamento de Ingeniería Mecánica
Mg. Ing. Haim � Ing. Pelissero � Prof. Roberto Tula
Undimotriz
Corrientes Marinas
Osmótica
Térmica Oceánica
El origen es la energía que emite el sol
Diferencia de presión de la masa de aire
Viento
Presión del viento sobre la superficie el mar
Deformación de la superficie del mar (ondulación)
Ondas marinas
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Atracción Luna y Sol
Variaciones rápidas de presión atmosférica
Sismos y erupciones volcánicas
Acción del viento
Movimientos oscilatorios
Formación de ondas marinas
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Tipos de ondas y el período que las caracteriza
Elaboración propia
Fuente de datos: DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ENERGÉTICAUNIVERSIDAD DE CANTABRIA, Pedro Fernández Díez
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Las ondas se trasladan, pero no las partículas de agua, que se mueven en trayectorias elípticas o circulares
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Energía Cinética:
Velocidad de la onda
Energía Potencial:
altura que posee la ola Energía Hidráulica
Diferencia de presión
A-BA
B
Tipo de energía que se quiere captar: hidráulica, potencial, cinética
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Energía Undimotriz
A pesar de ser una energía renovable dependiente de las condiciones climáticas, en el mundo científico existe el consenso de que el recurso undimotriz es:
� Constante
� Predecible
� De alta concentración energética
� Pueden aparecer ondas en lugares de escaso viento pues se
originan en sitios lejanos y se trasladan casi sin perder energía
Mg. Ing. Haim � Ing. Pelissero
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� Biomasa: 0,6 W/m² [1]� Solar: 200 W/m² [2]� Eólica: 400 a 600 W/m² [2]� Undimotriz: 2.000 a 3.000 W/m² [2]
� La energía de las ondas es una energía concentrada:� 5 veces mas que la energía eólica [2] � 10 a 30 veces mas que la energía solar [2]
[1] Ing. Agr. M. Sc. Jorge A. Hilbert, Clase Biomasa, Maestría Energías Renovables 2010 � UTN[2] Pedro Ibáñez, Robotiker Tecnalia, España
Datos comparativos de la densidad energética de los distintos tipos de energías renovables
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Cálculo de la potencia de las ondas
ଵଶ m ଶ ఒଶ b = ுଶ ఒଶ b
b: ancho de frente de ondaA: amplitud de onda
H: altura de ola
ଵଶ ுଶ ఒଶ b ଶ ఘ�ு�ఒ��௩మ଼Siendo:
ఒଶగଶ
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Cálculo de la potencia de las ondas
[m]b: ancho de frente de onda [1m]
A: amplitud de onda [m]H: altura de ola [m]
T: periodo [seg]g: 9,81 m/s2
ഊమഏమ =మ Siendo :
= మ
=మ మ మ
=
= 1,963
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Cálculo de la potencia de las ondas
Potencia por metro de frente de onda = 1,963 H² x T[*]
Siendo: T = período en segundos y H = altura de onda
Ejemplo: H = 2 m ; T =10 s
Potencia= 1,963x10x4 = 78 kW/metro de frente de onda
[*] Pedro Ibáñez, Robotiker Tecnalia, España
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Un boletín de la UNESCO del año 2009 informaba que la potencia disponible del recurso undimotriz en todo nuestro planeta era del orden de los 200 GW
Energía Undimotriz
Panorama mundial
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� País: Brasil - Ceará
� Estado: construcción
� Transformación: Undimotriz �hidráulica - Eléctrica
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Equipos de Aprovechamiento de Energía Undimotriz
MUTRIKU Sistema de columna de agua oscilante (OWS)
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� Estado: Funcionando desde 08/07/2011
� País: España, región vasca� Potencia: 269 kW� Transformación:
Undimotriz � aire a presión � turbina
� Costo: � 6,7 MM � Abastecimiento: 600
personas� Evita: 600 ton CO2/año
MUTRIKU Sistema de columna de agua oscilante OWS
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� Ubicación: Portugal� Potencia: 750 kW� Transformación: Sistema
hidráulico � turbina hidráulica
Pelamis
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� Ubicación: Escocia , España -Santander
� Potencia: 150 kW� Transformación: Sistema
hidráulico � turbina hidráulica
OPT (Ocean Power Technologies)
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Recurso Nacional
Potencial mundial: 200 a 500 GW
� Costa Argentina: 29 a 97 kW/m de frente de ola.
� Costa Argentina: 5.087 km
� Plataforma marina de 200 millas de baja profundidad.
� Zona de explotación exclusiva del Mar Argentino: son 2.809.237km², una de las más grandes del mundo
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Sedimentos de la
Plataforma ArgentinaCaracterísticas de nuestra costa
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Puerto de Quequén � Prov. de Bs As.
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Disponibilidad del recurso undimotriz: f(hs)Dirección de potencia de ola
Recurso Undimotriz en el Puerto de Quequén
Proyecto
Aprovechamiento de la Energía Undimotriz
Tiene como objetivo la investigación y el desarrollo de
equipos y dispositivos innovadores capaces de
transformar la energía undimotriz en energía eléctrica
para su utilización en poblaciones dispersas de nuestra
costa patagónica.
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Integrantes del proyecto
� Dirección: Ing. Mario A. Pelissero (Esp. Química)
� Coordinación: Ing. Pablo Alejandro Haim (Esp. Mecánica)
� Sistemas Mecánicos: Ing. Pablo A. Haim, Ing. Germán Suppo, Ing. Mariano Montoneri, Prof. Roberto Tula, Emiliano Cireli (Esp. Mecánica),
� Construcciones Marinas: Ing. Diego Gagniere (Esp. Naval)
� Sistemas Eléctricos: Ing. Federico Muiño y Prof. G. de Vita (Esp. Eléctrica)
� Equipamientos electrónicos: Ing. Ernesto Boeiro (Esp. Electrónica)
� Materiales: Ing. Mario A. Pelissero (Esp. Química)
� Energías renovables y medio ambiente: Ing. Mario A. Pelissero (Esp. Química), Ing. Pablo A. Haim y Prof. Roberto Tula (Esp. Mecánica)
� Oceanografía: Lic. Francisco Galia, Lic. Ana Julio Lifchitz y Ing. Pablo A. Haim
� Gestión y administración: Ing. Guillermo Oliveto e Ing. Pablo A. Haim
� Sistemas de la Información: Ezequiel Heinke
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Estado del proyecto
� Estudio del estado del arte � Estudio condiciones del Mar Argentino� Diseño de dispositivos mecanismos, estructuras, sistemas
eléctricos y electrónicos� Cálculo y dimensionamiento� Construcción de dispositivo 1:20� Construcción de dispositivo 1:10 (2013)� Construcción de equipo 1:1 (2015)
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� Largo del cuerpo del equipo: 3 m� Diámetro de las boyas: 3 m� Peso de las boyas: 10 ton� Largo del brazo: 6 m
Datos Principales:
Simulación del equipo
Render del equipo en el mar
Maqueta Funcional 1:20
Cálculo de la potencia del equipo
Datos
Masa boya: 10 tn
Diámetro boya: 3 m
Altura ola: 2 m
Período: 10 seg.
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Caso de un parque undimotriz
� Cantidad de boyas: 200
� Pérdidas del 25%
� Potencia por boya: 30 kW
� Potencia total: 6.000 kW = 6 MW.
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La potencia de 6 MW serían suficientes para:
Suministrar energía eléctrica a 5.000 hogares
(20.000 personas).
Evitar la generación de 15.000 toneladas de CO2
anuales, equivale al efecto depurativo de
2.000 hectáreas de bosque.
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Impacto Visual
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Conclusiones finales
La energía undimotriz resulta de:
� Elevada densidad energética
� Consistencia en la disponibilidad energética durante
todo el año
� Gran potencial de nuestro mar
� Tecnológicamente accesible
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Mg. Ing. Haim � Ing. Pelissero
Ing. Mario Pelissero � Mg. Ing. Alejandro HaimProf. Roberto [email protected]
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