ENERGÍA GEOTÉRMICA

ENERGÍA GEOTÉRMICA

Es una energía renovable que aprovecha el calor del subsuelo para climatizar y obtener agua caliente sanitaria de forma ecológica. Aunque es una de las fuentes de energía renovable menos conocidas, sus efectos son espectaculares de admirar en la naturaleza. Se trata de una energía 

considerada limpia, renovable y altamente eficiente, aplicable tanto en grandes edificios -hospitales, fábricas, oficinas, etc.-, en viviendas e incluso en inmuebles ya construidos.

¿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.

Baños termales El Edén, en Perú

Géiser Clepsydra en Yellowstone.

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.

¿DÓNDE SE ENCUENTRA ESTA ENERGÍA?

En nuestro planeta existen los denominados “puntos calientes”, los cuales son los que cuentan con mayor cantidad de energía geotérmica debajo de la capa terrestre y por ende los puntos estratégicos donde establecer las plantas de energía. Por lo general estos puntos calientes se encuentran en zonas cercanas a volcanes.

Uno de los principales puntos calientes del planeta está ubicado en la cuenca del Pacífico, en la zona denominada “Anillo de Fuego”, por su gran cantidad de volcanes. También en Alaska, California, Oregon, Nevada e Islandia.

Estados Unidos es uno de los países que más está aprovechando esta fuente de energía, sobre todo para abastecer los servicios de alumbrado público, en este momento produce unos 8000 Mw. en 8 estados.

¿CÓMO SE OBTIENE LA ENERGÍA GEOTÉRMICA?

Existen diversas formas de extraer esta energía desde debajo de la tierra, a continuación les presento algunas de las principales:

Tipos de yacimientos geotérmicos:

Puede considerarse que hay tres tipos de 

yacimientos geotérmicos, que se podrían llamar:

• De agua caliente
• Secos
• Géiseres

MANANTIALES GEOTÉRMICOS PARA CENTRALES ELÉCTRICAS 

Este es el sistema más común para la obtención de esta fuente de energía. Existen tres sistemas diferentes de manantiales geotérmicos, la elección dependerá de cuán caliente sea el interior de la Tierra en esa zona.

El primero es a través tubos que penetran en la tierra, por los cuales se introducen grandes cantidades de agua fría, que al entrar en contacto con el calor terrestre vuelve a subir en forma de vapor.

En el segundo tiene un diseño similar, pero en lugar de usar vapor, se utiliza el agua muy caliente que cuando sube a la superficie se despresuriza en vapor y puede ser utilizado para accionar una turbina.

Y finalmente el tercero, se denomina sistema binario, ya que son dos tubos los que ingresan en el interior de la Tierra, el agua caliente dentro de uno de los tubos toma contacto con el calor terrestre y en segundo lugar se la hace pasar por un “intercambiador de calor”, donde se calienta un segundo líquido, que puede ser isobutano. De esta manera el agua se transforma en vapor para hacer funcionar las turbinas.

USOS DIRECTOS DEL CALOR

También es posible utilizar el calor que emana desde la tierra a través de los manantiales de forma directa; de esta manera es útil para múltiples usos: calentar invernáculos, descongelar rutas, spa de aguas termales, calefaccionar casas o edificios, entre otros muchos más usos.

1.

Spa de aguas termales, Costa Rica.

2

Invernadero Geotermico en Alaska

Esquema de uso en cascada: se prioriza el uso en los lugares donde es 

necesaria una temperatura más elevada, y se va distribuyendo hacia usos que requieren de temperaturas más bajas, de forma que la optimización del uso es total.

3.

4

Calefacción de casas o edificios a través de la energía Geotérmica.

BOMBAS DE CALORGEOTÉRMICAS

BOMBAS DE CALOR GEOTÉRMICAS

Estas bombas de calor son frecuentes para refrigerar o calefaccionar grandes casas o edificios. Estas bombas no se colocan muy profundamente, sino sólo a unos pocos metros de la superficie terrestre.

Por las tuberías circula gas o líquido anticongelante, que desciende al interior de la tierra para calentarse y vuelve a subir. En verano se utiliza el sistema a la inversa, el calor de adentro de los edificios es bombeado hacia el interior de la tierra, introduciendo aire fresco.

CALEFACCIÓN POR BOMBA DE CALOR:

 1.El fluido libera calor en la casa -2.En la válvula se enfría al expandirse -3.Absorbe calor de la tierra -4.En el compresor se calienta al condensarse.

En el sistema de alta entalpía se utiliza una bomba de calor, y es muy similar en concepto a un aire acondicionado que funciona para frío o como calefacción. La diferencia es que en vez de expulsar el calor al exterior de la casa, se utiliza el subsuelo como sumidero o como fuente de calor.

Para entender el concepto de calefacción y refrigeración geotérmica es preciso comprender primero el funcionamiento de una bomba de calor: Las bombas captan calor en un lado del circuito, para liberarlo en el otro. Esto es lo mismo que decir que enfrían un lado a costa de calentar el otro. Un ejemplo típico son las máquinas de aire acondicionado que ocupan el principio de refrigeración por compresión: cuando la máquina enfría, lo que sucede es que el fluido que circula por el circuito interior de la casa está absorbiendo calor del ambiente. Este fluido va luego a un compresor, donde al aumentar la presión, aumenta mucho de temperatura, y pasa entonces al circuito exterior de la calle. Como ahora el fluido está muy caliente (más que el aire de la calle) libera calor al exterior. Luego circula hasta una válvula donde, al expandirse, el fluido se vuelve a enfriar, y se reinicia el ciclo.

Esquema de bomba de calor para aprovechamiento geotérmico

YACIMIENTOS SECOS

En este caso, hay una zona bajo la tierra, a 

profundidad no excesiva, con materiales o  

piedras calientes, en seco. Se inyecta agua por una 

perforación y se recupera, caliente por otra, se 

aprovecha el calor, por medio de 

un intercambiador y se vuelve a reinyectar como 

en el caso anterior.

Un ejemplo, en Inglaterra, fue el “Proyecto de 

Piedras Calientes HDR” (sigla en inglés: HDR, Hot 

Dry Rocks), abandonado después de comprobar su 

inviabilidad económica en 1989. Los programas HDR 

se están desarrollando 

en Australia, Francia, Suiza, Alemania. Los recursos 

de magma (rocas fundidas) ofrecen energía 

geotérmica de altísima temperatura, pero con la 

tecnología existente no se pueden aprovechar 

económicamente esas fuentes.

Una reserva de vapor “seco”, produce vapor pero muy poca agua. 

YACIMIENTOS DE AGUA CALIENTE

Planta geotérmica en Berlín, El Salvador

Un yacimiento geotérmico es una zona del subsuelo cuyo calor se pude aprovechar de forma económicamente rentable.

Cabe tener en cuenta que para extraer el calor del subsuelo es necesaria la presencia de un fluido que la transporte, y que además hay que perforar a suficiente profundidad para alcanzar las temperaturas óptimas para la explotación, factores que comportan unos costes y una dificultad técnica que se ven incrementados con la profundidad.

Para clasificar los yacimientos se tiene en cuenta tanto la temperatura del fluido como las posibles aplicaciones. Se definen cuatro tipos de yacimientos geotérmicos:

1. De alta temperatura: son aquellos yacimientos que proporcionan suficiente calor para producir energía eléctrica a partir de vapor de agua de manera rentable; generalmente se  encuentran a más de 150 ºC. Se localizan en zonas de escaso espesor litosférico o vulcanismo activo.

2. De temperatura media: son aquellos yacimientos que a pesar de presentar una temperatura inferior, permiten extraer calor suficiente para producir energía eléctrica a partir de un fluido volátil, pero con un rendimiento menor que en el caso de los yacimientos de alta temperatura.

3. De baja temperatura: son aquellos yacimientos cuya temperatura se encuentra entre los 100 y los 30 ºC. Se localizan en zonas con un contexto geológico favorable con presencia de acuíferos profundos, si bien el gradiente puede aproximarse al gradiente medio. 

4. De muy baja temperatura: son yacimientos la temperatura de los cuales es inferior a los 30ºC.  Se suelen utilizar como intercambiador térmico en sistemas de climatización doméstica y agrícola mediante bomba de calor.