Usted preguntó: “¿Cuál es la fuente de energía en las causas de las mareas y las olas?”
En realidad, esta pregunta ha sido editada / modificada varias veces, una vez para aclarar que el interrogador no estaba hablando de “maremotos”, que es la versión en inglés de las enormes olas causadas principalmente por grandes terremotos submarinos y ahora son más conocidas por los japoneses. palabra, tsunami. Sin embargo, trataré de responder algunas de las preguntas originales, incluida la idea de “dividir los océanos”.
Comencemos por ahí, en el concepto de “divide los océanos”. Como se señaló en otra respuesta, esencialmente es una idea poco práctica que sería un gran desastre para todo el mundo. Pararía las corrientes oceánicas y capturaría relativamente poca energía. Si bien hay cantidades de energía casi increíbles en las corrientes oceánicas, reducirlas esencialmente sería “matar la tierra”, son tan vitales para la salud del mar y tan vitales para transferir calor como parte del proceso climático general (no, yo No estoy hablando del “cambio climático”, aunque sin duda crearía un desastre climático al alterar el enorme flujo de calor en las principales corrientes oceánicas). Entonces, incluso si pudieras, no hagas eso.
Ahora, olas. Las ondas del tipo ordinario son causadas por el viento. Las olas en realidad no mueven el agua hacia adelante como parecen hacerlo desde el punto de vista de los humanos que las observan. Lo que se mueve es que el agua en la superficie se mueve hacia arriba y hacia abajo. Donde se mueve hacia arriba y hacia abajo se mueve en la misma dirección que el viento. ¿Por qué? Porque a medida que el viento sopla sobre la parte superior del agua, hace que haya un área de baja presión sobre la superficie del agua. Este es el mismo tipo de baja presión que ocurre después de que el aire pasa sobre el borde delantero (más grueso) del ala de un avión. La presión más baja es tan baja que eleva el avión debajo, y con la cantidad correcta de elevación desde la baja presión puede elevar 747 aviones enormes en el aire. Lo mismo sucede en la superficie del agua. El viento pasa sobre el agua y la levanta, creando el pico de la ola.
Tomar la energía de una ola requiere que tenga un dispositivo que se mueva hacia arriba y hacia abajo, generalmente haciendo que una parte del mecanismo flote hacia arriba cuando el agua es arrastrada hacia la ola y se mueva hacia abajo cuando cada ola se mueve. (Recuerde, las olas son solo “ondas” en la altura del agua que ha sido arrastrada por el viento, no “agua que viaja” como parecen ser para nosotros). Traducir este movimiento hacia arriba y hacia abajo en un movimiento que crea electricidad generalmente significa que El movimiento hacia arriba y hacia abajo se convierte mecánicamente en un movimiento circular o giratorio. Ese movimiento circular generalmente mueve los imanes y las bobinas de cables eléctricos de un generador para crear electricidad. Entonces, la energía mecánica hacia arriba y hacia abajo de la onda se traduce y se transforma en una forma utilizable de energía. Mientras tanto, debemos considerar que la altura de una ola se ve afectada por la profundidad del agua en la que ocurre y la velocidad del viento que crea el “levantamiento” que eleva la altura de la ola. Dos mil pies debajo de la superficie del agua (océano o lago) las olas en la superficie tienen muy poco efecto. Sin embargo, recuerde que el viento no solo sopla sobre el agua una vez para crear una ola, el viento sopla todo el tiempo (durante cualquier período que sopla el viento, que es un tema completamente diferente). El viento levanta las cimas de las olas y las eleva más alto. Ahora la profundidad del agua tiene un efecto aquí porque no se puede crear una ola de 5 pies en una piscina del patio trasero, gran parte de la cual tiene solo unos 5 pies de profundidad. Recuerde también que las olas cortas y cortadas son el resultado de pequeñas ráfagas de viento, no de viento persistente y prolongado. El viento persistente causa “marejadas” del tipo que experimentará un barco de tamaño mediano como un movimiento hacia arriba y hacia abajo en la superficie.
Cuando estas olas llegan a tierra, si la transición es de aguas profundas a aguas poco profundas, la gran elevación de agua que de repente tiene mucha menos agua entre la superficie y el fondo se convierte en grandes olas “rompientes”, del tipo que aman los surfistas. Desafortunadamente, como saben los surfistas, no todas las olas que llegan a tierra están viajando en la dirección correcta para crear buenas condiciones de surf en su playa favorita. Algunas olas rompen contra los acantilados rocosos, otras suben por las desembocaduras de los ríos, invirtiendo la marea en algunos lugares. Capturar todos estos diferentes tipos de movimiento hacia arriba y hacia abajo puede ser un desafío. Los flotadores en la superficie tienden a ser destrozados por las poderosas olas de una tormenta. Los flotadores que son lo suficientemente profundos para protegerse del maltrato de las olas superficiales no capturan toda la potencia disponible de las olas.
Las mareas también son un movimiento ascendente y descendente del agua, no un tren rápido de carga de agua que de alguna manera viaja a través del agua a cientos de millas por hora. Las olas de marea, a menudo, viajan a cientos de millas por hora, pero es esencialmente un solo pulso de surgencia generalmente causado por un terremoto o un deslizamiento de tierra masivo hacia el océano cuando una montaña entera a lo largo de una costa cae al mar. Las olas de marea, como los terremotos, son imposibles de predecir, por lo que capturar su energía es un poco como sentarse con una red de mariposas esperando atrapar el próximo meteorito que cae en su vecindario. Sucederá eventualmente pero no necesariamente en tu vida.
Capturar el poder de las mareas comunes es otra cuestión. Las mareas son un efecto secundario de tener una luna tan grande rodeando el planeta Tierra tan cerca del planeta. El efecto de este enorme cuerpo de roca tan cerca es que tiene un efecto de gravedad que, aunque no saca a la Tierra de su órbita, sí tira de la parte líquida de la Tierra en su superficie. En otras palabras, tira de los océanos hacia la luna haciendo que el agua sea más profunda en el mismo lado del planeta donde se encuentra la luna en ese momento, y el agua un poco menos profunda en el lado opuesto. A este cambio lo llamamos “mareas”.
Una de las principales razones por las que este método de capturar energía y ponerla a disposición humana es que tenderá a alterar el medio ambiente local. Los cangrejos, la langosta y las estrellas de mar, por ejemplo, podrían no sobrevivir a los cambios realizados en las mareas. La otra razón principal es que las mareas tienden a ser pequeñas y lentas. La marea tarda muchas horas en subir y bajar nuevamente. La cantidad de agua es enorme cuando se observa desde toda la costa de un área, pero construir una estructura para capturar mareas de cien millas de largo para capturar solo unos pocos pies de elevación de los océanos no es económicamente viable.
Como otra respuesta aquí menciona. Las mareas que son significativamente más altas (lo que las haría más prácticas para capturar y usar el agua ascendente y descendente como fuente de energía) solo ocurren en lugares donde el agua es relativamente estrecha entre dos orillas, y atrapada en un extremo, para formar un tipo de bolsillo Hay muchas entradas pequeñas en las costas del mundo. Los estrechos fiordos de los países escandinavos se ajustan a esta descripción, por ejemplo. Una versión muy grande del tipo de “bolsillo” del océano que se necesita para crear mareas altas que permitan una captura tremenda de energía se conoce como la Bahía de Fundy. La Bahía de Fundy se encuentra entre la esquina noreste del estado de Maine y el extremo sur de la provincia canadiense de Nueva Escocia. Toda la costa occidental de Nueva Escocia forma el lado este de la “bahía”, mientras que la costa sur de la provincia canadiense de Nuevo Brunswick (vecino del norte de Maine) forma el lado occidental de la bahía.
Las mareas en la Bahía de Fundy son tan altas como 40 pies (aproximadamente 13 metros) en un día promedio. Una estructura básica de captura de marea (de hormigón con toda probabilidad) podría pasar 6 horas capturando agua ascendente durante la cual el aumento del flotador hace que los generadores giren. Luego, las siguientes 6 horas girando el nivel de caída de las aguas (y los flotadores) para hacer girar los generadores nuevamente. Todo este ciclo ocurre una vez más en poco más de 24 horas. Otros métodos para capturar el movimiento de las mareas incluyen tener álabes de turbina en los ejes que permiten el aumento y la caída de las mareas en las cuencas de captura de las mareas. En cualquier caso, la electricidad generada no es constante. Cuando la marea “cambia” de entrante a saliente (o viceversa, por supuesto), la tasa de flujo de agua se reduce considerablemente durante un período de tiempo. La captura de energía de las mareas necesitaría alimentar algún tipo de sistema de batería si se usara en un sistema de red normal para que los usuarios puedan tener un suministro confiable de energía.
Si he indicado algo que es un error, infórmeme. A menudo no puedo comunicar mi significado correctamente. Cometo errores todos los días.
Espero que esto sea de ayuda para algunas personas que leen esta respuesta.
Sinceramente,
Stafford “Doc” Williamson
