Proyecto
El objetivo general de este proyecto es profundizar y consolidar el conocimiento para un planteamiento estratégico integral de los principales efectos medioambientales que las energías renovables directamente asociadas a los flujos ambientales (undimotriz, eólica y sistemas combinados) producen en la interfaz Atmósfera - Sistema Litoral en que se sitúan, y su relación con el cambio climático.
Para la consecución de este objetivo principal, se proponen los siguientes sub-objetivos:
O.E.1. Estudiar de forma integral el comportamiento de los agentes atmosféricos y marítimos en el conjunto del litoral y las alteraciones sobre las principales componentes ambientales; en relación con el cambio climático y las energías renovables.
O.E.2. Obtener y aplicar métodos conjuntos de seguimiento ambiental dinámico aplicables a energías renovables. Optimización de la implantación de recursos renovables en el litoral andaluz.
O.E.3. Aportar a empresas e instituciones una herramienta de ayuda a la gestión ambiental de las explotaciones de energías renovables, a partir del adecuado conocimiento de los ciclos de estos sistemas y como aprovechar estos recursos según el tipo de alteración (positiva o negativa).
O.E.4. Mejora y transferencia de conocimiento de cara a las empresas e instituciones implicadas, actividades de divulgación a centros educativos de diferente nivel y seminarios informativos para la sociedad en general.
Tareas
Tarea I. Revisión bibliográfica y alteraciones debidas al cambio climático en el litoral andaluz.
(I.1.) Revisión de las metodologías y legislaciones aplicadas en la actualidad para la gestión y desarrollo de proyectos de energías renovables, con carácter internacional, estatal y regional. Basada en las revisiones previas realizadas en el marco del Proyecto PI-11/57055, centradas en la energía eólica, se actualizará la revisión existente y ampliará a la revisión de metodologías y legislaciones aplicables a otro tipo de recursos renovables, en especial el recurso undimotriz.
(I.2.) Determinar el comportamiento del conjunto de agentes atmosféricos y marítimos y las variables que definen la interfaz atmósfera – sistema litoral, así como sus balances a diferentes escalas. Este hito se centrará en la descripción de las variables que intervienen en la interacción entre el sistema tierra en la franja litoral (atmósfera-océano-costa) y los diferentes recursos renovables. Posteriormente se seleccionarán las variables principales que serán las empleadas para el análisis posterior de alteraciones a lo largo del proyecto.
(I.3.) Análisis del impacto producido por el cambio climático sobre las variables anteriores. Se analizarán las previsiones de afección de las variables principales debido al cambio climático, en el horizonte 2030, de tal manera que el análisis posterior de alteraciones sobre la franja litoral de los recursos renovables se realice en base a esta información, y se pueda obtener para (1) la situación actual, (2) el horizonte 2030.
Tarea II. Alteraciones en el litoral andaluz relacionadas con la energía undimotriz.
(II.1.) Ensayos experimentales en el Tanque de oleaje direccional del IISTA con diferentes modelos del sistema OWC y condiciones marítimas. Se plantean un conjunto de ensayos en modelo reducido de un OWC simplificado, en el que se representan los elementos funcionales principales. A través de dichos ensayos se estudiará la interacción mutua a escala local entre dispositivo y tramo costero, observándose los procesos principales derivados del funcionamiento del dispositivo bajo la acción del oleaje en condiciones de clima marítimo representativas de las condiciones de trabajo reales.
(II.2.) Análisis de las alteraciones positivas y negativas y su relación con el cambio climático. El análisis de los datos experimentales ha de suministrar información sobre dos aspectos fundamentales dentro de la estructura de conocimiento y objetivos planteados en este proyecto. Por una parte los efectos que la presencia de un dispositivo de esta naturaleza tiene sobre el entorno, en términos de cómo la transformación de energía del oleaje contribuye a una reducción de la capacidad erosiva y de transporte asociada al flujo y con ello, a la protección de la franja litoral conforme a su evolución morfológica. Por otra parte, y derivado precisamente del efecto anterior, la presencia del dispositivo puede producir un cambio local en la evolución morfológica de zonas previamente no afectadas, y cuya repercusión sobre el rendimiento del dispositivo y su eficiencia debe ser evaluada. En definitiva se trata de establecer los principios de gestión para poder llevar a término un uso eficiente y sostenible del recurso. En relación con el cambio climático, se analizarán las alteraciones para (1) situación actual, (2) horizonte 2030.
Tarea III. Alteraciones en el litoral andaluz relacionadas con la energía eólica.
(III.1.) Experimentación en el Túnel de Viento de Capa Límite del IISTA con diferentes modelos y configuraciones espaciales de aerogeneradores, para diferentes condiciones atmosféricas y topografías. Se considerará la configuración de (1) aerogenerador aislado, (2) dos aerogeneradores, (3) tres aerogeneradores ubicados a tresbolillo. Se realizarán los ensayos para condiciones de turbulencia adecuadas a la franja litoral, modelando por un lado terreno llano, y por otro, ubicación de los aerogeneradores sobre colina, lo que conlleva un total de 6 configuraciones diferentes de ensayo. Mediante sistemas de anemometría (térmicos y láser) se medirán las condiciones de flujo (velocidad, intensidad de turbulencia, generación de vorticidad) tras los aerogeneradores. Se estiman necesarias 2 semanas para la calibración de la capa límite de referencia en el túnel de viento (condiciones de turbulencia iniciales). Cada una de las 6 configuraciones precisa 2 días para instalación del modelo a escala y la instrumentación necesaria, más 3 semanas de ensayo. Por tanto, la ejecución de los ensayos requiere de 21 semanas. En total, se estima una duración de los ensayos de 23 semanas, con un posterior periodo de análisis de datos de aproximadamente 2 semanas de duración.
(III.2.) Análisis de las alteraciones positivas y negativas y su relación con el cambio climático. A partir de la caracterización de las variables cinemáticas medidas en Túnel de Viento y con el uso de ecuaciones teóricas, se estimará y cuantificará la relación con variables ambientales características del medio, entre las cuales destacan: temperatura en superficie, humedad, evapotranspiración, dispersión de semillas, etc., y otros parámetros importantes desde el punto de vista de impacto ambiental, como es la cantidad de partículas en suspensión y la dispersión de ruido.
Tras estas estimaciones, se obtendrá una clasificación de las alteraciones en positivas, negativas, o indiferentes, y un rango de variación en función de las condiciones iniciales del sistema y sus condiciones climáticas, de las infraestructuras seleccionadas y su disposición espacial, a fin de optimizar el emplazamiento para obtener un balance positivo entre la producción energética y las alteraciones producidas. Se analizarán las alteraciones para (1) situación actual, (2) horizonte 2030. Para este hito se prevé una duración de aproximadamente 8 semanas, partiendo de la información recogida en la Tarea I.
Tarea IV. Estudio de un sistema combinado: OWC + turbina eólica.
(IV.1.) Ensayos experimentales en el Canal de Interacción Oleaje-Atmósfera con un modelo combinado OWC y turbina eólica, bajo diferentes condiciones marítimas y atmosféricas. La configuración de ensayo se decidirá una vez analizados los resultados de las tareas II y III, basada en el diseño inicial de un sistema OWC ubicado en un tubo vertical semisumergido sobre el que se ubicará un único aerogenerador. Los ensayos se realizarán bajo condiciones combinadas de oleaje + viento, a fin de analizar la influencia del aerogenerador y su interacción con el viento en el comportamiento del OWC frente a oleaje (ya analizado en la Tarea II).
Se considerarán tres periodos de oleaje de ensayo, y tres velocidades de viento, por lo que se realizarán 9 ensayos sobre el modelo. Se estima necesaria 1 semana de ensayo para todas las condiciones de oleaje+viento. Se necesitarán por tanto 9 semanas trabajo en el CIAO. Previamente se dedicará 1 meses a la calibración y puesta a punto de la instrumentación necesaria y ubicación del modelo. Se dedicará por tanto un total de 13 semanas a los ensayos experimentales.
(IV.2.) Análisis de las alteraciones positivas y negativas y su relación con el cambio climático. En este hito se analizara la influencia sobre las condiciones de oleaje a sotamar y sotavento del dispositivo de la ubicación de un aerogenerador sobre un OWC, tal que puedan derivarse conclusiones respecto a la posible influencia positiva o negativa que la ubicación del aerogenerador tenga sobre las alteraciones sobre la costa del dispositivo. Estas conclusiones se extraerán en combinación con los datos obtenidos en la Tarea II, en la que se estudiará en dispositivo OWC sin aerogenerador. Se analizarán las alteraciones para (1) situación actual, (2) horizonte 2030. Se estima una duración de 11 semanas para este hito.
Tarea V. Resultados del proyecto, documento de recomendaciones y aplicación del conocimiento.
(V.1.) Comparación de resultados entre los diferentes tipos de energía y su posible aplicación en el litoral andaluz para la amortiguación de los efectos del cambio climático. Las afecciones sobre la franja litoral pueden ser de diversa índole, afectando a diferentes partes de la misma (línea de costa, fondos marinos, dinámica atmosférica, entre otros). En esta tarea se analizará de manera conjunta los resultados obtenidos en las tareas anteriores, de tal manera que se concluya cuales serán las alteraciones positivas y negativas de los recursos analizados, en la situación actual y en los diferentes horizontes de cambio climático.
(V.2.) Creación de un documento de recomendaciones para la evaluación y seguimiento de explotaciones de energías renovables en el litoral andaluz. Como conclusiones y resumen de los trabajos hechos en el proyecto, la creación de un documento de recomendaciones favorecerá la transferencia de los resultados del proyecto a entidades públicas y privadas interesadas en la utilización de recursos renovables no sólo como recurso energético limpio, sino también como protectores de la franja litoral.
Tarea VI. Difusión y explotación de los resultados del proyecto.
(VI.1.) Publicación de los resultados más relevantes, impartición de charlas y seminarios divulgativos y creación de una página web del proyecto. Durante el proyecto se creará una página web para su desarrollo y difusión, donde se incluirán los datos más relevantes del mismo (objetivos, metodología, resultados esperados) y donde se irán añadiendo los diferentes resultados, datos, informes, artículos y material de interés que se vaya produciendo. Toda la información recopilada y analizada a lo largo del proyecto se incluirá en una base de datos para su uso por los científicos y gestores interesados. Se hará especial hincapié en la correcta difusión de los datos obtenidos en los ensayos de laboratorio. Se fomentará la publicación de artículos en revistas del “Science Citation Index”, ponencias en congresos nacionales e internacionales, redacción de Tesis Doctorales y seminarios en el marco del Programa Oficial de Posgrado en Dinámica de los Flujos Biogeoquímicos y sus Aplicaciones de la Universidad de Granada. Por último, se fomentará la trasferencia de los resultados a los gestores implicados mediante la divulgación del Documento de Recomendaciones redactado como conclusión del proyecto.
