Afloramiento artificial producido con energía eólica con aplicación a la maricultura

Resumen

Analizamos el uso de la energía eólica marina como fuente de energía para aflorar aguas profundas ricas en nutrientes a las capas fóticas del océano. Una turbina de viento tipo boya-pértiga, con un tubo rígido de unos 300 m de largo, se propone para transportar las aguas profundas hasta la superficie. La energía mínima necesaria para elevar el agua es la diferencia de energa potencial entre las aguas superficiales dentro y fuera de la tubería, que depende del perfil de densidad de fondo. El salto superficial de agua, o cabezal hidráulico h, calculado para varios perfiles analíticos y experimentales de densidad, resulta ser del orden de 10 cm. Si la potencia total de la turbina (del orden de varios MW) se utiliza para elevar el agua (suponiendo una eficiencia de la bomba del 100%), en un flujo sin fricción, el transporte de volumen de agua transportado a las capas fóticas es muy elevado, del orden de miles de m³ s^-1. En un caso más realista, teniendo en cuenta la fricción en tuberías de un ancho del orden de 10 m radio, y una potencia proporcionada al fluido de 1 MW, el transporte volumen sigue siendo muy grande, de alrededor de 500 m³ s^-1. Sin embargo, una cantidad tan grande de agua densa podría hundirse rápidamente a las capas afóticas debido a la inestabilidad estática vertical (efecto fuente) arruinando la mejora de la producción primaria. Por lo tanto se proponen algunas maneras de aumentar el arrastre turbulento y evitar el efecto fuente. Desde el punto de vista energético, el afloramiento artificial utilizando energía eólica marina parece una manera prometedora de fertilización de grandes regiones del mar abierto. Esta aplicación de maricultura, sin embargo, depende severamente de la climatología atmosférica y océanica, así como de la dinámica ecológica. El problema global es multidisciplinar, y algunos aspectos importantes de física, ingeniería, y ecología tienen que ser mejor estudiados para poder aumentar nuestra confianza en el método aquí presentado.