Resumen

Si has visitado una playa, entonces has sentido, visto y escuchado las olas. Las olas son generadas por el viento y por el sol, nunca deja de haber oleaje y la fuerza que se traslada en la superficie del agua se pierde al estrellarse en la playa. México cuenta con dos costas, y en ninguna de ellas se aprovecha la energía undimotriz, que podría generar energía electricidad de forma limpia y permanentemente, ya que el oleaje puede ser irregular pero nunca ausente.
En la pequeña maqueta que se elaboró se puede observar como las olas pueden impulsar aire a través de un contenedor suspendido en el agua dejando un espacio sumergido y uno superior con aire a través de tubos con el cual se podrían activar hélices o molinos que conectados a un motor y este a un generador podrían producir energía eléctrica. Los retos en la realidad son la resistencia de los materiales y la conducción de la energía eléctrica generada a las poblaciones.

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

Actualmente ocupamos energías de muchos tipos, pero la mayoría tienen la característica de ser contaminantes; y al mismo tiempo desperdiciamos energías constantes y limpias como la producida por las olas del mar.
En México no hay ningún desarrollo o planta generadora de electricidad utilizando la energía undimotriz, aun cuando el país tiene un litoral de 11, 122 km. de largo en total de sus dos costas.

Antecedentes

A. Estudios realizados sobre las olas
Si bien desde épocas remotas los navegantes y pescadores han dependido del conocimiento del comportamiento del oleaje, las afirmaciones que se realizaron durante el siglo XVIII respecto a las mismas reflejaban el gran desconocimiento que de ellas se tenía.
En realidad el estudio riguroso de las olas es muy reciente, ya que se inicia después de la II Guerra Mundial.
En 1925 se publicaron las primeras ideas acerca del proceso de formación de las olas.
En 1957, Phillips y Miles, propusieron las teorías de formación de las olas que actualmente prevalecen. La teoría de Phillips decía que: “las fluctuaciones de presión del viento sobre la superficie del agua produce fluctuaciones en la superficie del agua y es lo que le da la rugosidad”. Miles complementó está teoría diciendo: “que las fluctuaciones del agua produce fluctuaciones en el aire y que estas fluctuaciones se ponen en fase, haciendo crecer más las olas
En 1967, Hasselmann, añadió un concepto que constituye la teoría que actualmente se acepta. Según Hasselmann, las olas interactuaban entre sí y compartían la energía. Por ello era posible el transporte de energía dentro del espectro entre algunas frecuencia determinadas, que explicaba el crecimiento al principio de la formación de las olas.
Actualmente se han logrado grandes progresos en el estudio de las olas, facilitándose pronósticos útiles que permiten desde impedir tragedias hasta el aprovechamiento del oleaje como fuente de energía. A ello ha colaborado el diseño de nuevos aparatos, donde se construyen modelos artificiales a escala de las olas; los nuevos métodos de observación de las olas naturales en las boyas y plataformas flotantes, y el empleo de satélites que permiten recoger datos en unos 40000 lugares de la atmósfera y del océano cada día
La idea de aprovechar la energía del oleaje es bastante antigua. En el Pacífico, la gente tiene una larga tradición en el uso de tablas, donde las olas han sido usadas como “propulsores”
Los primeros testimonios sobre la utilización de la energía de las olas se encuentran en China, en donde en el siglo XIII empiezan a operar molinos por acción del oleaje. La posibilidad de obtener energía de las olas se ha estudiado desde la época de la Revolución Francesa.
La primera patente de un dispositivo de aprovechamiento del oleaje se llevó a cabo en 1799 por un parisino de apellido Girard y su hijo. Ellos proponían el uso de la acción mecánica directa para accionar bombas, sierras, molinos, u otras maquinarias. Estos inventores franceses habían observado que “la enorme masa de un barco, que necesita de una gran fuerza para poderla levantar, respondía al más leve movimiento de las olas”.
La invención de los Girard consistía en una balsa situada fuera de la costa. Los movimientos de ascenso y descenso de la balsa, similares a los de una boya, estaban conectados por numerosos alambres y poleas a algún aparato de la orilla. No se conoce si esta máquina fue alguna vez construida.
A principios del siglo XX, el francés Bouchaux-Pacei suministra electricidad a su casa en Royan, mediante un sistema neumático, parecido a las actuales columnas oscilantes de agua. En esta misma época se prueban sistemas mecánicos en California, y en 1920 se ensaya un motor de péndulo en Japón.
Desde 1921 el Instituto Oceanográfico de Mónaco, utiliza una bomba accionada por las olas para elevar agua a 60m con una potencia de 400W. En 1958, se proyecta una central de 20MW en la isla Mauricio, que no llegó a construirse, consistente en una rampa fija sobre un arrecife, a través de la cual subía el agua a un embalse situado a 3m por encima del nivel del mar. Los franceses construyeron en Argelia en los años cuarenta dos plantas piloto tipo con canal convergente. En 1975 se construye un sistema similar en Puerto Rico, con el fin de alimentar con agua un puerto deportivo.
Uno de los pioneros en el campo del aprovechamiento de la energía de las olas fue el japonés Yoshio Masuda, que empezó sus investigaciones en 1945 y ensayó en el mar, en 1947, el primer prototipo de una balsa; a partir de 1960 desarrolla un sistema, denominado boya Masuda para la carga de baterías en boyas de navegación, con una turbina de aire de 60W.
La investigación a gran escala del aprovechamiento de la energía de las olas se inicia a partir de 1974 en varios centros del Reino Unido, estudiándose sofisticados sistemas para grandes aprovechamientos, actividad que se abandona casi totalmente en 1982, por falta de recursos económicos.
A mediados de los ochenta entran en servicio varias plantas piloto de distintos tipos en Europa y Japón. Sin embargo, es a partir de los años 90 cuando un cierto número de empresas en varios lugares del mundo comienzan a involucrarse en el diseño y desarrollo de aparatos para el aprovechamiento de la energía de las olas. Entre estas empresas pueden señalarse: AquaEnergy Group (USA), Archimedes Wave Swing (Países Bajos), Energetech Australia (Australia), Ocean Power Delivery (Reino Unido), Wavegen (Reino Unido), WavePlane Internacional (Dinamarca) y Wavemill Energy (Canadá)

B. Origen de las olas
Todo tipo de oscilación en la superficie de agua que sea periódica se le denomina ola. Las olas de los océanos son originadas por diversas causas. Entre estas causas se pueden señalar el viento, las fuerzas de atracción gravitacional que ejercen la Luna y el Sol sobre las masas oceánicas, los maremotos, las tormentas, etc.
Sin embargo, de todas ellas, el viento constituye el agente que genera las olas más comunes y de mayor densidad energética. Por ello, se suele decir que la energía que poseen las olas del mar son un derivado terciario de la energía solar, ya que el viento se origina como consecuencia del desigual calentamiento que el Sol produce en la superficie terrestre, y el viento, al actuar sobre el agua del mar le transmite energía y la pone en movimiento, produciendo ondulaciones en las capas superficiales que constituyen el oleaje que se observa en todas las aguas de los océanos y que golpean las costas de los continentes
Cuando el viento sopla a través de la superficie del mar las moléculas de aire interactúan con las moléculas de agua que están en contacto. La fuerza que se genera entre el aire y el agua modifica la superficie del océano, dando lugar a pequeños rizos, conocidos como olas de capilaridad. Las olas de capilaridad dan lugar a una mayor superficie de contacto, la cual incrementa la fricción entre agua y viento. Ello da lugar al crecimiento de la ola que, cuando ha alcanzado un cierto tamaño, facilita que el viento pueda ejercer una mayor presión sobre ella con el consiguiente incremento de la misma
Las olas situadas dentro o cerca de las áreas donde fueron generadas se denominan olas tormentosas. Estas forman un mar irregular y complejo. Sin embargo, las olas pueden viajar desde estas áreas con pequeñas pérdidas energéticas para producir grandes olas, a miles de kilómetros del punto donde se originaron. Por tanto, es posible que existan olas en determinadas zonas del mar con ausencia de viento.
Una vez que las olas se alejan del área de generación, sus crestas son más lisas y menos caóticas. A este oleaje se le llama marejada de fondo. Estas olas se dispersan sobre la superficie oceánica con muy poca pérdida de energía (interacción entre ondas y fricción con corrientes marinas), aunque pierden altura.
Una ola oceánica es el movimiento de energía, pero el agua no se está moviendo de forma similar. En el océano, donde las olas mueven la superficie del agua arriba y abajo, el agua no se está moviendo hacia la orilla. En realidad su comportamiento es similar al de una soga que hacemos oscilar. Por tanto, una ola oceánica no representa un flujo de agua. Una ola representa un flujo o movimiento de energía desde su origen hasta su eventual rotura, la cual puede ocurrir en medio del océano o contra la costa.
La dirección de las olas que viajan en aguas profundas viene fijada por la dirección del viento que las generó. Por tanto, en una zona dada pueden llegar olas procedentes de distintos lugares y diferentes direcciones. Como es de esperar, las olas resultantes son complejas.
Las olas de los océanos están constituidas por moléculas de agua que se mueven formando círculos. El movimiento de las moléculas de agua cambia de forma circular a elipsoidal cuando una ola llega a la costa y la profundidad del agua disminuye el movimiento es más horizontal
Esto origina que las olas vayan cambiando gradualmente su velocidad de propagación y su dirección conforme se aproximan a la costa. A este comportamiento se le denomina refracción de olas.

C. Olas de origen sísmico
Existen olas originadas por perturbaciones sísmicas submarinas, como deslizamientos, que producen una onda solitaria de pequeña amplitud (centímetros), pero de gran longitud (cientos de kilómetros). En alta mar estas ondas son prácticamente inobservables visualmente desde embarcaciones o aviones; y se propagan a gran velocidad (cientos de kilómetros/hora). Sus periodos son de 15 a 60 minutos. Cuando estas olas llegan y chocan con el litoral, invaden más allá de la costa, provocando destrucciones considerables. A este fenómeno se le conocía como “ola de marea” o “marejada alta”, pero actualmente los estudiosos lo designan con el término japonés de Tsunami (de Tsu: puerto, y Nami: ola) – En el desarrollo de un tsunami, desde su aparición, se distinguen tres etapas:
– Formación de la onda debido a la causa inicial, y a su propagación cerca de la fuente.
– Propagación libre de la onda en el océano abierto, a grandes profundidades.
– Propagación de la onda en la región de la plataforma continental, donde, como resultado de la menor profundidad del agua, tiene lugar una gran deformación del perfil de la onda, hasta su rompimiento e inundación sobre la playa.
Al acercarse las ondas de los tsunamis a la costa, debido a la menor profundidad del fondo marino, disminuye su velocidad y se acortan sus longitudes de onda. Como consecuencia, su energía se concentra, aumentando sus alturas en varias decenas de metros, pudiendo adquirir las olas resultantes características destructivas al llegar a la costa. Pueblos enteros de pescadores han desaparecido frecuentemente a consecuencia de algún tsunami, sin que los hombres que se encontraban pescando o navegando en alta mar notaran el paso de la terrible marea bajo las quillas de sus barcos.
Los tsunamis no guardan relación alguna con las mareas o las tempestades y se producen siempre en ciertas zonas del océano, principalmente en el Pacífico, por ser ésta la región donde se presentan los terremotos marinos. Las mayores concentraciones están bien definidas: América del Sur y Central, Alaska, Islas Aleutianas, Península de Kamchatka, Islas Buriles y el Pacífico Suroeste. El proceso es siempre el mismo: en algún lugar del gran océano se origina un maremoto y, por causa del fuerte temblor que sacude el fondo, las aguas se retiran provisionalmente de las costas, para volver, poco después, en forma de una gran ola.
A partir de 1596 Japón ha sido víctima en 15 ocasiones de los tsunamis. El de 1896, llamado del centenario, causó la muerte de 27.122 personas. El tsunami que se produjo por la explosión del volcán Krakatoa, con olas de 40 metros de altura, devastó las costas de Java y Sumatra, matando a más de 30 mil personas. Los tsunamis que se produjeron por la explosión del Volcán Krakatoa en las Indias Orientales, en 1883, y cuyas olas que recorrieron el mundo fueron captados hasta por los mareógrafos del Canal de la Mancha. Hawaii fue víctima de estos tsunamis u ondas de marea en 1946 y 1957, por efectos de terremotos en la Fosa de las islas Aleutianas, distante más de 3.200kms de este archipiélago. En aquella ocasión, la bahía de Kawela se hundió y fallecieron 159 personas. La ola más alta, originada por un tsunami, de las que se tiene noticia fue una de 70 metros, registrada en Cabo Aopatka, en la península de Kamchatka (Siberia), en el año de 1737.

D. Características de las olas
Las olas se caracterizan por su longitud de onda, altura de onda y el periodo.
La longitud de onda es la distancia entre dos picos consecutivos; la altura de onda es la diferencia en altura entre un pico y un valle; y el periodo es el tiempo en segundos que tarda un valle o un pico de la ola en recorrer su longitud de onda. La frecuencia de la ola se define como el número de oscilaciones pico a pico (o valle a valle) de la superficie de la ola por segundo, visto por un observador fijo, y es el inverso del periodo.
El tamaño de las olas generadas por un campo de viento depende de tres factores: La velocidad del viento; el tiempo durante el cual éste está soplando, y la distancia o alcance sobre la cual la energía del viento se transfiere al océano para formar las olas.

E. Aprovechamiento de la energía de las olas
Las olas poseen un inmenso potencial energético apenas aprovechado. Descubrir los desafíos, entender su desarrollo e identificar las ventajas es apenas un conocimiento que comienza a explotarse. La tecnología undimotriz se consigue a través de la captación de la energía cinética contenida en el movimiento de las aguas de los océanos y mares.
Una ola de 1.5 m de altura con un periodo de diez segundos representa una potencia de 14,5 MW/km de costa –Mega vatios-. Para la obtención de energía el factor más importante es la altura de la cresta de la ola. Las olas se desplazan a gran distancia sin perder, prácticamente, energía. Por lo que se les considera como energía concentrada. A ello hay que añadir que la densidad del agua es 800 veces mayor que la del aire, por lo cual se comprende que la energía en juego es inmensa.
El conocimiento del espectro de las olas es muy importante en el diseño de estructuras costeras y de agua profunda, como barcos, plataformas petroleras, marinas, rompeolas, dispositivos de captación de energía del oleaje, etc., cuya respuesta a las distintas condiciones de oleaje deben ser bien estudiados.
La energía de las olas oceánicas es enorme. Incluso la fracción de la energía que es potencialmente explotable es muy grande comparada con el consumo actual de electricidad en el mundo. Se han realizado diversos estudios con el propósito de estimar el potencial mundial. Se estima la energía mundial explotable es de 2TWh año y que las aguas europeas son capaces de cubrir más del 50% del consumo total de potencia en el continente.
La energía que una ola adquiere depende, básicamente, de: la intensidad del viento que sopla sobre la superficie del océano, del tiempo en que el viento está soplando y del alcance o superficie sobre la cual sopla el mismo.
Según esta ecuación la potencia contenida en una ola es proporcional al cuadrado de la amplitud H y al periodo del movimiento T. Las olas con periodos largos (entre 7s y 10s) y grandes amplitudes (del orden de 2m) tienen un flujo de energía que normalmente excede de los 40-50kW por metro de ancho.
La potencia total en cada metro de frente de ola del mar irregular es la suma de las potencias de todos sus componentes. Evidentemente, es imposible medir todas las alturas y periodos de ondas independientemente, por tanto, para estimar la potencia total se utiliza una media.
Ante la potencia de las olas que todos los días golpean las costas de islas y continentes, se han imaginado los dispositivos más ingeniosos y, a veces, más increíbles, para captar esta tentadora fuente de energía. Sin embargo, muchos de ellos no han pasado de la etapa de diseño y solo una pequeña proporción ha sido ensayada y evaluada. Además, solo unos pocos han sido ensayados en el mar, y muy pocos han sido los que han alcanzado la fase comercial.
Los dispositivos para aprovechar la energía almacenada en las olas deben captar la energía cinética y/o potencial de las mismas y convertirla eficientemente en otra forma de energía útil, generalmente energía eléctrica.
Sin embargo, el desarrollo de estos aparatos se ve condicionado por una serie de dificultades, entre las que se pueden señalar:
• La irregularidad en la amplitud, fase y dirección de las olas; ello dificultad la obtención de la máxima eficiencia del aparato en todo el rango de frecuencias de excitación.
• La carga estructural en el caso de condiciones climáticas extremas, tales como huracanes, pueden superar a la carga media en más de 100 veces.
• Es necesario acoplar el lento (frecuencia de aproximadamente 0.1Hz) e irregular movimiento de una ola con la mayor frecuencia de excitación (aproximadamente 500 veces mayor) que normalmente precisan los generadores eléctricos.
Existen miles de patentes que proponen diferentes dispositivos para extraer la energía de las olas. Asimismo, existen múltiples criterios para clasificar a los distintos dispositivos que se han diseñado:
Por la posición relativa de los dispositivos respecto de la costa: ubicados en la costa, cercanos a la costa y en alta mar.
Por su capacidad de extraer energía: pequeña, mediana y gran capacidad.
Por su geometría y posición relativa respecto del oleaje: los totalizadores o terminadores son dispositivos largos, que tienen su eje principal paralelo al frente de olas, es decir, perpendicular a la dirección en que las olas se mueven, y que extraen la energía de las mismas de una sola vez; los atenuadores son dispositivos largos, cuyo eje principal es paralelo a la dirección del movimiento de las olas, es decir, perpendicular al frente olas, y que extraen la energía de forma progresiva; y los captadores puntuales, que son dispositivos aislados de dimensiones reducidas que aprovechan la concentración y convergencia del oleaje.
Por su movimiento relativo respecto de las olas: Aparatos de estructura fija o inmóvil, que disponen de una estructura que se fija a la costa o al fondo del mar; y aparatos flotantes o semisumergidos.
De estos diferentes dispositivos para la captación de energía undimotriz:
Flotantes amarrados en la superficie del océano. Asidas al lecho marino por cuerdas o cables que pueden estar tensos o sueltos, el captador mecánico debe resistir el movimiento de las olas para generar energía: parte de la máquina necesita moverse mientras que otra parte debe quedar inmóvil. La electricidad se genera entonces a partir del movimiento oscilatorio de la parte móvil que generan las olas.
Columnas de Agua Oscilantes. En una estructura hueca parcialmente hundida en el agua con una abertura expuesta con una cámara de aire que varía en tamaño al estar sometida a la fluctuación de nivel del agua por efecto de las olas, creando un efecto aerodinámico. Este aire atrapado genera compresiones por efecto del llenado de agua en la cámara y es canalizado a través de ductos que mueven turbinas bidireccionales.
Superficies Articuladas. Aprovecha mecánicamente el movimiento de las olas a través de dispositivos de gran extensión que copian la rugosidad de la superficie del agua articulando movimientos de bisagras. La máquina hacen girar bisagras y puntos de quiebre donde se encuentran sistemas hidráulicos que al ser accionados bombean fluidos que hacen girar generadores eléctricos.
Como inconvenientes para el desarrollo sustentable de este tipo de tecnología y la captación de energía undimotriz se encuentran: las impredecibles condiciones del mar como temporales, ciclones, tsunamis, etc. Los altos costos de la instalación y de mantenimiento, por lo que este tipo de tecnología está en fase de desarrollo a nivel mundial y todavía tiene muchas irregularidades en amplitud, fase y dirección de las olas. Pero seguramente se irán perfeccionando con el tiempo.
Las ventajas de la captación de esta energía es que es muy extendida por sus múltiples ubicaciones alrededor del globo terráqueo y la capacidad de predicción es bastante mayor que la eólica .Entre las ventajas:
• Se trata de un recurso renovable y sostenible.
• Es un recurso abundante.
• Se reduce la dependencia de los combustibles fósiles.
• No contamina.
• Es relativamente predecible.
• Es relativamente consistente (más que la mayoría de las fuentes renovables)
• Es modular.
• Elevada flexibilidad para su instalación (en tierra, cerca de la costa, mar a dentro)
• Se trata de una energía muy concentrada.
• Disipa la energía de las olas/protege la línea de costa.
• La economía local se desarrolla.
• Tiene múltiples aplicaciones (Generación de electricidad, Producción de hidrogeno por electrolisis, desalinización de agua por osmosis inversa, etc.)

F. ¿Y en México?
En nuestro país ha habido algunos intentos de consolidar proyectos comerciales, pero hasta ahora ninguno se ha hecho realidad. Veamos algunos ejemplos:
1.-
En el 2012 se reportó que ya se permitirían a empresas que construyeran una planta generadora de energía undimotriz. La Comisión Federal de Electricidad (CFE) lanzó la convocatoria, pero aún cuando varias empresas asistieron, sólo una presento una propuesta. Sería la primera planta para generar energía undimotriz en el país con una capacidad de 3MW en Rosarito, Baja California.
La planta se ubicará frente a las costas de la Central Termoeléctrica Presidente Juárez en Rosarito, BC, aproximadamente a 20 kilómetros al suroeste de Tijuana, BC.
La única propuesta se entregó de forma física en un sobre cerrado, mientras que a través de la opción electrónica, no hubo participación de licitantes.
No encontramos una continuación a esta licitación y en la zona mencionada no se han iniciado obras de construcción.
2.-
Desde el 2014 en Yucatán también se investiga la viabilidad de aprovechar la energía undimotriz; ahí del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), el gobierno del Estado y la UNAM construyeron el primer canal de oleaje en el sureste para modelado físico del oleaje y corrientes bajo condiciones controladas
El coordinador del Laboratorio de Ingeniería y Procesos Costeros (LIPC) del Instituto de Ingeniería (II) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), Alec Torres Freyermuth, indicó que el objetivo de este equipo es estudiar la transformación del oleaje, su aprovechamiento para la generación de energía, su papel en el transporte de sedimentos en playas y su interacción con diversas estructuras, que permitirán medir bajo condiciones que no controlan (oleaje, corrientes y viento) y calcular la fuerza en condiciones reales e incluso en algunas extremas como un maremoto o un tsunami.
3.-
La noticia más reciente es de 2015, donde es nuevamente la península de Baja California la que se estudia para ser utilizada como fuente de energía undimotriz. La empresa finlandesa AW-Energy WaveRoller, negocia con el gobierno de México para impulsar el desarrollo de un proyecto piloto en energía undimotriz.

Objetivo

Elaborar una maqueta para explicar el movimiento de las olas y la energía undimotriz.

Justificación

Las olas se producen todo el tiempo, con diferente fuerza y frecuencia, y por la situación geográfica de México, al tener dos océanos que lo rodean, la energía undimotriz, que es una energía limpia, puede ser una buena alternativa, ya que la energía eléctrica en México proviene en su mayoría de fuentes contaminantes. No hay ninguna planta generadora de electricidad de este tipo funcionando en nuestro país y pocas personas conocen este de tipo de energía.

Hipótesis

Si se logra elaborar una maqueta que simule el movimiento de las olas, entonces se podrá comprobar su origen y fuerza.

Método (materiales y procedimiento)

a.- Visita al Instituto de Ingeniería de la UNAM
Materiales:
Cámara, libreta, pluma, barquitos de papel, pelota de esponja.
En este Instituto se realizan estudios de hidráulica y energías renovables. Dentro de sus laboratorios cuenta con un simulador de olas.
El doctor Rodolfo Silva Cazarín me permitió conocer los laboratorios donde se investigan tanto las olas como los ecosistemas costeros.Se realizan estudios sobre las arenas y se guardan muestras que podrían servir de modelo en caso de restaurar alguna playa.
El estudiante de doctorado Erick García Santiago me permitió ver algunas de las pruebas, que se realizan en el canal de 37m de largo, simulando olas regulares, irregulares e incluso tsunami.En el canal pude comprobar la fuerza de las olas al romper en una orilla simulada y cómo avanzan las olas al tener distinta altura, intervalo y si son provocadas por viento o como una única tipo tsunami.
El simulador es controlado por computadora para determinar la altura de las olas y su frecuencia; pero las olas no son producidas por viento como en la realidad, sino son impulsadas por una plancha metálica al inicio para así controlar las variables de la simulación.
Las olas van acumulando energía a lo largo de su trayecto: sólo se transmite la energía y no el agua. Al llegar a la orilla liberan gran energía, por ejemplo: un barquito de papel colocado a lo largo del canal lejos de la orilla de piedras, duró bastantes minutos, pero no así, uno colocado cerca de la orilla ya que desde el primer impacto sufría daños.
También pudimos observar como es el ciclo de las ondas utilizando una pelota.

b. Elaboración de una maqueta que permita ver el origen y la fuerza de las olas.
Materiales:
Caja plástica de 77 cm. de largo y 13 cm. de profundidad; cilindro plástico de 11 cm. de alto; 2 mangueras de 1/4 , soporte o tira de plástico; objeto plano a modo de pala; taladro, tijeras, silicón; una hoja pequeña.
Procedimiento:
Preparar los materiales
Perforar el cilindro en dos puntos
Perforar el soporte por el centro y colocar silicón para unirlo al cilindro.
En las perforaciones del cilindro se introducen las mangueras y se sellan por ambos lados con silicón; se une al cilindro.
La caja plástica se llena con agua hasta 7.5cm de altura
Se coloca el cilindro con las mangueras y con un plato plano se empuja el agua dentro para simular el avance de ondas hasta el cilindro.

Galería Método

Resultados

Con materiales sencillos pudimos simular un canal de 77cm. de largo, 36cm. de ancho y 13cm. de profundidad; a un envase de forma cilíndrica se pudo conectar un par de mangueras y sostenerlo sobre el canal.
Con aire provocamos olas, pero las ondas son demasiado superficiales, para ver el traslado de energía pusimos una gota de aceite sobre la superficie que se mantiene inmóvil y cuando apliacamos vientos las olas se producen y la arrastran con ellas.
Para el dispósitvo de aprovechamiento de energía es más efectivo dar un impulso completo con un plato o pala plana; es perceptible el bombeo de aire a través de las mangueras.

Galería Resultados

Discusión

Por las dimensiones tan pequeñas de la maqueta, los investigadores de la UNAM nos explicaron que no era posible que lográramos activar una turbina que generara electricidad. El canal del Instituto de Ingeniería tiene una longitud de 37m. y permite representar una las olas en escala 1:20.

Tampoco es posible medir la altura y longitud de las olas en la maqueta porque el viento que aplicamos produce ondas de crestas no altas.

Las olas producidas son perceptibles a simple vista; y el aire impulsado que obtenemos también es perceptible al tacto humano.

Conclusiones

Las olas tienen una fuerza que se acrecienta en su viaje a la costa, está energía puede ser interceptada antes de desperdiciarse en la orilla (incluso ocasionando un desgaste dañino a las playas) y aprovecharse para generar energía eléctrica tan necesaria para la vida moderna.
El reto es aprovechar esta fuerza undimotriz de la manera más eficiente y el transportar esa energía generada a las poblaciones costeras.
La fuerza de las olas es perceptible a simple vista y si en esta pequeña maqueta logramos impulsar una masa de aire, cuanta más energía podrá estar a la disposición del ser humano sin las consecuencias del uso de hidrocarburos.

Bibliografía

Gómez González, J. et al. (2008) La Tierra y sus ondas. UNAM, México
http://comunidad.eduambiental.org/file.php/1/curso/contenidos/docpdf/capitulo22.pdf
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/waves/watwav2.html
http://sipse.com/milenio/yucatan-proyecto-generacion-energia-olas-de-mar-estudio-tsunamis-173215.html
http://www.manufactura.mx/industria/2012/06/07/cfe-licita-primera-planta-undimotriz-en-el-pais
http://www.ier.unam.mx/noticias/2015/06/17/MX_busca_aprovechar_energia_de_olas.html

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Method Gallery

Results

Results Gallery

Discussion

Conclusions

Bibliography