Energía geotérmica

¿Qué es la energía geotérmica?

Se llama energía geotérmica a la energía que puede obtenerse mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra.

El término “geotérmico” viene del griego geo (‘Tierra’), y thermos (‘calor’); literalmente ‘calor de la Tierra’. El interior de la Tierra está caliente y la temperatura aumenta con la profundidad. Las capas profundas, pues, están a temperaturas elevadas y, a menudo, a esa profundidad hay capas freáticas en las que se calienta el agua: al ascender, el agua caliente o el vapor producen manifestaciones en la superficie, como los géiseres o las fuentes termales, utilizadas para baños desde la época de los romanos. Actualmente, el progreso en los métodos de perforación y bombeo permiten explotar la energía geotérmica en numerosos lugares del mundo

¿Cómo se forma?

La corteza terrestre no es lisa, está dividida en ocho grandes placas y más de 20 placas más pequeñas que se mueven y empujan unas a otras lentamente, a unos 5 a 10 centímetros al año.

Cuando las placas se juntan, una puede deslizarse bajo la otra, permitiendo la generación de magma que, en ocasiones, puede llegar a la superficie generando volcanes.

Esta fuente de calor, el magma, es uno de los principales elementos de un sistema geotermal, pero hacen falta dos más para generar un reservorio: un acuífero y un sello. El acuífero es una formación rocosa permeable, es decir, que permite que el agua u otros fluidos las traspasen. Y el sello, es otra capa de rocas, pero impermeable. Estos tres elementos deben ir montados uno sobre el otro, la fuente de calor, encima el acuífero y sobre ellos, la tapa. Es como una olla a presión. El agua queda atrapada en los acuíferos, por donde va circulando y calentándose, pero no puede salir al exterior en su totalidad, porque está cubierta por una capa de roca impermeable que le impide su paso. Cuando estas condiciones se dan, estamos frente a un reservorio geotermal. 

Los geiseres y las aguas termales son algunos ejemplos de lo que sucede cuando parte de estas aguas calientes o vapor salen a la superficie. Al igual que en nuestra olla, es posible que parte del vapor se escape de la tapa, aunque a temperaturas muchísimo más altas, superior a los 150°C, y eso los convierte en una enorme fuente de energía.  En algunas ocasiones, no existen fuentes de agua natural (como lluvia o nieve) para generar este circuito. En ese caso, se puede inyectar el agua de forma artificial, y el fenómeno que se producirá es el mismo.

¿Cómo se aprovecha esta energía?

La energía geotérmica se puede usar de forma directa, para calefacción de hogares, temperar invernaderos y criaderos de peces, deshidratar vegetales, secar madera, entre otras aplicaciones. Esta energía también puede usarse de forma indirecta, para producir electricidad. Generalmente, la fuerza que genera el vapor se aprovecha para impulsar una turbina capaz de mover un generador eléctrico.

Ilustración 1 Uso de la energía térmica

Tipos y yacimientos

Puede considerarse que hay tres tipos de yacimientos geotérmicos, que se podrían llamar:

De agua caliente

Secos

Géiseres

Yacimientos de agua caliente

Estos yacimientos pueden formar una fuente o ser subterráneos, contenidos en un acuífero.

Los que forman fuentes, se

aprovechan desde tiempos

muy antiguos como baños termales. En principio

podrían aprovecharse enfriando el agua antes de

utilizarla, pero suelen tener caudales relativamente

reducidos.

En cuanto a los subterráneos, yacimientos de aguas

termales muy calientes a poca o media profundidad,

sirven para aprovechar el calor del interior de la tierra. El agua caliente o el vapor

pueden fluir naturalmente, por bombeo o por impulsos de flujos de agua y de vapor.

El método a elegir depende del que en cada caso sea económicamente rentable.

En la mayoría de los casos la explotación debe hacerse con dos pozos (o un

número par de pozos), de modo que por uno se obtiene el agua caliente y por otro

se vuelve a inyectar en el acuífero, tras haber enfriado el caudal obtenido. Las

ventajas de este sistema son múltiples:

Hay menos probabilidades de agotar el yacimiento térmico, puesto que el agua

reinyectada contiene todavía una importante cantidad de energía térmica.

Ilustración 2 Geiser en Yellowstone E.U.

Tampoco se agota el agua del yacimiento, puesto que la cantidad total se

mantiene.

Las posibles sales o emisiones de gases disueltos en el agua no se manifiestan

al circular en circuito cerrado por las conducciones, lo que evita

contaminaciones.

Finalmente hay otros yacimientos en los que el agua sale en forma de vapor. En

éstos, el aprovechamiento es directo para obtener energía mecánica mediante una

turbina, pero tienen el problema de que es más complicado reinyectar el agua

después de condensada, y en el camino habrán difundido en la atmósfera una parte

de los gases que acompañan al vapor.

Clasificación según la temperatura del agua

Energía geotérmica de alta temperatura . La energía geotérmica de alta temperatura existe en las zonas activas de la corteza. Esta temperatura está comprendida entre 150 y 400 °C, se produce vapor en la superficie y mediante una turbina, genera electricidad.

Energía geotérmica de temperaturas medias . La energía geotérmica de temperaturas medias es aquella en que los fluidos de los acuíferos están a temperaturas menos elevadas, normalmente entre 70 y 150 °C. Por consiguiente, la conversión vapor-electricidad se realiza con un rendimiento menor, y debe explotarse por medio de un fluido volátil. Estas fuentes permiten explotar pequeñas centrales eléctricas, pero el mejor aprovechamiento puede hacerse mediante sistemas urbanos de reparto de calor para su uso en calefacción y en refrigeración (mediante máquinas de absorción).

Energía geotérmica de baja temperatura . La energía geotérmica de temperaturas bajas es aprovechable en zonas más amplias que las anteriores; por ejemplo, en todas las cuencas sedimentarias. Es debida al gradiente geotérmico. Los fluidos están a temperaturas de 50 a 70 °C.

Energía geotérmica de muy baja temperatura . La energía geotérmica de muy baja temperatura se considera cuando los fluidos se calientan a temperaturas comprendidas entre 20 y 50 °C. Esta energía se utiliza para necesidades domésticas, urbanas o agrícolas, como la climatización geotérmica (bomba de calor geotérmica).

Ventajas

1. Es una fuente que disminuye la dependencia energética de los combustibles fósiles y de otros recursos no renovables.

2. Los residuos que produce son mínimos y ocasionan menor impacto ambiental que los originados por el petróleo y el carbón.

3. Sistema de gran ahorro, tanto económico como energético.

4. No genera ruidos exteriores.

5. Los recursos geotérmicos son mayores que los recursos de carbón, petróleo, gas natural y uranio combinados.

6. No está sujeta a precios

Ilustración 3 Esquema general de una planta geotérmica.

internacionales, sino que siempre puede mantenerse a precios nacionales o locales.

7. El área de terreno requerido por las plantas geotérmicas por megavatio es menor que otro tipo de plantas. No requiere construcción de represas, ni tala de bosques.

8. La emisión de CO2, con aumento del efecto invernadero, es inferior al que se emitiría para obtener la misma energía por combustión, y puede llegar a ser nula cuando se reinyecta el agua, haciéndola circular en circuito cerrado por el exterior.

Desventajas

1. Emisiones tóxicas. En caso de accidente o fuga se puede liberar ácido sulfhídrico que se detecta por su olor a huevo podrido, pero que en grandes cantidades no se percibe y es letal. En esos casos también habría cierto riesgo de que sustancias tóxicas, como arsénico, amoníaco, etc., se liberen y contaminen aguas próximas.

2. En ocasiones pueden producirse emisiones de CO2, con el consiguiente aumento del efecto invernadero. Sin embargo sería inferior al que se emitiría para obtener la misma energía por combustión.

3. Existe riesgo de contaminación térmica.

4. Impacto medioambiental. Para poder explotar este tipo de energía es necesario perforar la superficie terrestre con el consecuente deterioro del paisaje.

5. Explotación únicamente local. No se puede transportar, ha de consumirse en el mismo lugar de donde procede.

6. Limitada disponibilidad. Sólo está disponible en determinados lugares, ya que las características del suelo (inestabilidad, dureza de las rocas, etc.) pueden desaconsejar su desarrollo.

Conclusión del tema:

En realidad, solo una pequeña fracción de nuestros recursos geotérmicos está siendo explotada hoy en día. Podrían ser aprovechados muchos más, si mejorase la tecnología disponible. Debido a la inversión económica inicial para extraerla, la

energía geotérmica es rentable solo a largo plazo, aunque a su favor cuenta el bajo mantenimiento requerido.

Bibliografía:

• http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_geot%C3%A9rmica , “Energía geotérmica”13/Mayo/2015

• http://www.cega.ing.uchile.cl/cega/index.php/es/informacion-de-interes-/ique- es-la-energia-geotermica“¿Qué es energía geotérmica?13/Mayo/2015

• http://twenergy.com/a/desventajas-de-la-energiageotermica-478 “Desventajas de la energía geotérmica”13/Mayo/2015