El vigía del mar
Nuestro océano será protagonista del desarrollo energético en las próximas décadas. La disponibilidad de un sistema de observación adecuado no es solamente una necesidad país, sino que es nuestra responsabilidad para con la humanidad al dominar la mayor parte del Pacífico suroriental. En ese contexto, el proyecto Open Sea Lab que se instalará en la Estación Costera de Investigaciones Marinas (ECIM UC) será una plataforma abierta de observación, inédita en Latinoamérica, diseñada para estudios científicos interdisciplinarios y para impulsar el desarrollo de las energías marinas de oleaje.
Escrito por: Sergio Navarrete, académico de la Facultad de Ciencias Biológicas y Cristián Escauriaza de la Escuela de Ingeniería UC.
Todos los habitantes de este “largo y angosto” país hemos crecido y desarrollado nuestras vidas a escasos kilómetros del mar, mirando las grandes olas de la costa central o las aguas frías y calmas de los fiordos y canales del sur. Nuestra obligada cercanía geográfica con la costa es solo comparable con la de naciones isleñas. Al igual que en ellos, nuestro mar ha sido fundamental en el desarrollo del país, entregándonos grandes riquezas que nos han llevado, por ejemplo, a destacarnos en el mundo en la producción pesquera y la acuicultura.
En retorno, el cuidado y la protección del mar han sido más bien imperceptibles. La extracción de beneficios no ha ido acompañada de políticas marítimas de Estado que tiendan a la protección y sustentabilidad de lo que recibimos. Tampoco ha existido una política para incentivar la investigación científica aplicada a la industria marítima ya bien desarrollada en el país, como la salmonicultura y pesquería, con todos sus beneficios y problemas ambientales o en aquellas industrias en las que tenemos enormes potencialidades a nivel mundial, como las energías marinas renovables.
El futuro del desarrollo de Chile dependerá de cultivar una cultura que abrace y proteja el mar y la vida marina de la cual dependemos. Seguimos hablando de este país largo y angosto, en vez de “largo y ancho”, como dice el Premio Nacional Juan Carlos Castilla, al incluir el vasto territorio marítimo y los 83.000 kilómetros de costa.
Además de no tener un sistema nacional de reservas marinas que proteja de manera efectiva la diversidad de nuestros ecosistemas y especies, como sí existe en otras naciones de la región, cada día se hace más necesario contar con sistemas de observación del océano para entender los procesos complejos que determinan su delicado equilibrio. La falta de un sistema moderno de monitoreo y observación de las variables críticas del mar no solamente ha restringido el desarrollo de la investigación científica y sus aplicaciones a toda la industria marítima, sino que nos ha dejado prácticamente ciegos a la hora de identificar los componentes y efectos específicos del cambio climático, y ha limitado nuestras capacidades de anticipación frente a eventos naturales extremos, como tsunamis, marejadas o mareas rojas.
La disponibilidad de un sistema de observación del mar no es solamente una necesidad país, sino que es nuestra responsabilidad con la humanidad al dominar la mayor parte del Pacífico suroriental. Por ello, científicos organizados en la COP 25 presentaron al Ministerio de Ciencia el compromiso de crear un Sistema Integrado de Observación del Océano.
La energía del mar
Para entender lasinteracciones de las turbinas con procesos costeros, investigadores UC han realizado mediciones en terreno en el Canal de Chacao y en el Estrecho de Magallanes, acoplando estas observaciones a experimentos en laboratorios de alta tecnología y simulaciones. (Fotografía: Revista Universitaria)
Nuestro océano será protagonista del desarrollo energético en las próximas décadas. Los desafíos que nos impone el cambio climático; la vulnerabilidad de los sistemas naturales frente a las rápidas transformaciones del planeta, y los impactos locales que surgen por el crecimiento desorganizado del borde costero en los últimos años, requerirán que cambiemos nuestra relación con el mar.
El desarrollo sostenible nos debe orientar hacia establecer políticas de planificación que convoquen a actores públicos y privados a considerar una visión integral de estos problemas, que involucre los aspectos ambientales, sociales, económicos y la gestión de los recursos, incluyendo el agua y la energía. En especial, el compromiso de nuestro país de disminuir las emisiones deberá acompañarse de estrategias para satisfacer las necesidades futuras del uso y generación de energía. El objetivo de dejar atrás los combustibles fósiles y diversificar la matriz energética provoca una gran oportunidad de desarrollo tecnológico.
La incorporación futura de energías de corrientes de marea y de oleaje tiene el potencial de abrir una nueva etapa en nuestra relación con el mar, equilibrando actividades económicas con una valoración profunda de los ambientes marinos, y acompañada por políticas de conservación y sustentabilidad para la protección del patrimonio natural.
En los últimos 5 años, los investigadores del centro de excelencia MERIC (Marine Energy Research & Innovation Center de Energía Marina SpA), financiado por el Ministerio de Energía, a través de CORFO, junto con Enel Green Power Chile y Naval Energies, en el que la Universidad Católica es el actor científico principal, en conjunto con la Universidad Austral, han establecido una primera mirada hacia este futuro, evaluando científicamente la implementación de energías marinas de bajo impacto como parte del desarrollo sustentable del país.
Un observatorio privilegiado
El corazón del Open Sea Lab (OSL) es un dispositivo de generación semejante a una boya oceanográfica, anclada a 30 m de profundidad y a más de 1 km de la costa, frente a ECIM, que entregará energía a un sistema diseñado para recopilar información sobre el potencial energético. (Fotografía: Revista Universitaria)
La generación de energía de corrientes tiene su potencial principal en los canales y fiordos del sur, originado por la propagación de las ondas de marea en estas zonas semicerradas de la costa, cuya dinámica es controlada por la acción gravitacional de la luna y el sol. La energía de las altas velocidades del flujo en canales costeros puede aprovecharse usando turbinas instaladas en el fondo marino o flotantes.
Estas tecnologías se encuentran todavía en un nivel precomercial, por lo que la investigación científica en nuestro país jugará un rol fundamental y de alcance mundial. Por ejemplo, para entender las interacciones de las turbinas con procesos costeros, investigadores UC han realizado mediciones en terreno en el Canal de Chacao y en el Estrecho de Magallanes, acoplando estas observaciones a experimentos en laboratorios de alta tecnología y simulaciones computacionales, enfocadas a comprender las conexiones entre procesos físicos, ecológicos y sociales relacionados con la extracción de energía en canales mareales.
Los datos y modelos desarrollados en nuestra investigación, el conocimiento de los sistemas naturales y las herramientas de análisis ayudarán a mejorar la seguridad energética del país y servirán de ejemplo para aplicaciones similares en el extranjero.
Por otra parte, Chile cuenta también con el enorme potencial de energía de las olas, que tiene su origen en la interacción del viento con toda la extensión del Océano Pacífico. Los desarrollos tecnológicos para aprovecharla, sin embargo, se encuentran recién en etapa de prueba y todavía muestran una gran diversidad de diseños. La instalación de los dispositivos más avanzados puede hoy permitir un suministro de energía a actividades de bajo consumo que se desarrollen en la costa, entre ellas, la posibilidad de mantener instrumentos para la observación y monitoreo del océano.
En este contexto se enmarca el proyecto Open Sea Lab (OSL, Laboratorio Marino Abierto) que se instaló en la Estación Costera de Investigaciones Marinas (ECIM) de la Universidad Católica en Las Cruces (V Región) en diciembre y que debería estar operativo en marzo de 2021. Esta será una plataforma abierta de investigación del océano costero, diseñada para estudios científicos interdisciplinarios y específicamente para impulsar el desarrollo de las energías marinas de oleaje.
El corazón del OSL es un dispositivo de generación semejante a una boya oceanográfica, anclada a 30 m de profundidad y a más de 1 km de la costa, frente a ECIM, que entregará energía a un sistema diseñado para recopilar información sobre el potencial energético, manteniendo una completa instrumentación oceanográfica que realizará observaciones de más de 10 variables hidrográficas y climáticas en tiempo real. Este observatorio, que ha sido financiado con el aporte de la industria privada, Enel Green Power Chile, marca un hito en el desarrollo de la investigación científica del mar en Chile, es inédito en Latinoamérica y una de las pocas plataformas similares del planeta.
Sus datos en tiempo real estarán disponibles para toda la comunidad científica, lo que será acompañado de investigación en instalaciones experimentales de alto nivel en ECIM, en el campus San Joaquín y en la Universidad Austral. El monitoreo continuo del OSL permitirá validar y analizar predicciones de oleaje y modelos de circulación a través de simulaciones computacionales, entender procesos de erosión de playas, analizar efectos antrópicos y desarrollar estudios de línea base para evaluar impactos del cambio climático, además de servir a la industria marítima nacional y apoyar su desarrollo.
Futuro interdisciplinario en ECIM
Después de estos cinco años de trabajo en MERIC, la investigación interdisciplinaria comienza a consolidarse en ECIM a partir de la estrecha colaboración entre académicos y estudiantes de las facultades de Ciencias Biológicas e Ingeniería. El OSL no solo fortalecerá las capacidades de investigación y desarrollo de aplicaciones tecnológicas en la UC, sino que también servirá para conformar unidades de docencia de pregrado y postgrado. Una nueva generación de profesionales y científicos podrán entonces crecer desde estas bases, y transformar a Chile en el país largo y ancho que avance unido a nuestro mar.
Revisa el artículo completo en la Revista Universitaria número 162