Energía Geotérmica

Katherinne BulnesTaller de aplicación industrial

Energía Geotérmica

Este tipo de sistemas generan energía, eléctrica y/o térmica, a partir del calor contenido en el interior de la tierra.

Esta fuente de energía es un recurso renovable existente principalmente, en zonas de alta actividad volcánica y fallas geológicas.

Sus principales aplicaciones se dan en nuestra vida cotidiana: climatizar y obtener agua caliente sanitaria de manera ecológica tanto en grandes edificios (oficinas, fábricas, hospitales, etc.) como en viviendas.

Energía Geotérmica

El término "geotérmico" viene del griego geo, y thermos; literalmente "calor de la Tierra“.

Se han desarrollado diversas tecnologías para el aprovechamiento de la energía geotérmica, obteniendo tanto energía térmica como electricidad.

• La energía térmica se obtiene mediante sistemas de captación de calor, tanto horizontales como verticales, consistentes en tuberías dispuestas bajo tierra para calentar fluidos.

• La electricidad, a su vez, se obtiene por medio de sistemas de vapor o de aire caliente, sistemas flash, rocas calientes secas, entre otros.

Origen de la energía geotérmica

La geotermia es una importante fuente de energía. Caracteriza las zonas activas de la corteza terrestre y está ligada a una fuente de calor magmática, que se encuentra a varios kilómetros de profundidad en tierras volcánicas. Los geólogos han encontrado cámaras magmáticas, con roca a varios cientos de grados centígrados. La producción de vapor a partir de los acuíferos, esta a temperaturas que oscilan entre 100 y 4.000 º C.

Origen dela energía geotérmica

Bajo la corteza terrestre, la capa superior del manto está compuesta por magma, roca líquida a muy altas temperaturas. En algunas zonas, los depósitos o corrientes de agua subterránea son calentados por el magma, hasta temperaturas a veces superiores a los 140 grados Celsius. Cuando el agua, o el vapor, emergen a la superficie a través de fisuras en la corteza, aparecen los géiseres, fumarolas y fuentes termales

Evolución histórica de la energía geotérmica

La energía geotérmica se desarrolló para su aprovechamiento como energía eléctrica en 1904, en Toscana (Italia), donde la producción continúa en la actualidad. En el 1913 se construyó la primera central en Lardarello (Italia).

El Instituto Geotérmico de Nueva Zelanda, dependiente de la Universidad de Auckland, es pionero en la investigación geotérmica y en el desarrollo de tecnología para aprovechar esa energía. Fue creado en 1978, a petición de las Naciones Unidas en el marco de su Programa de Desarrollo, ante la necesidad de un centro que pudiese formar a nuevos expertos en energía geotérmica procedentes de otros países.

Ventajas de la energía geotérmica

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

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

• Sistema de gran ahorro, tanto económico como energético.

• No genera ruidos exteriores.• Los recursos geotérmicos son prácticamente

inagotables a escala humana.4 5 6 7

• No está sujeta a precios internacionales, sino que siempre puede mantenerse a precios nacionales o locales.

• 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.

• 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 de la energía geotérmica

• En yacimientos secos se han producido a veces microsismos como resultado del enfriamiento brusco de las piedras calientes, y su consiguiente fisuración.

• Deterioro del paisaje.

• Contaminación térmica.

• Las desventajas que vienen a continuación hacen referencia exclusivamente a la energía geotérmica que no se utiliza con reinyección, y la que no es de baja entalpía doméstica (climatización geotérmica).

• No se puede transportar (como energía primaria), salvo que se haga con un intercambiador y un caloportador distinto del de las aguas del acuífero.

• No está disponible más que en determinados lugares, salvo la que se emplea en la bomba de climatización geotérmica, que se puede utilizar en cualquier lugar de la Tierra.

• Contaminación de aguas próximas con sustancias como arsénico, amoníaco, etc.

• En ciertos casos emisión de ácido sulfhídrico que se detecta por su olor a huevo podrido, pero que en grandes cantidades no se percibe y es letal.

¿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.

¿Dónde se puede explotar?

En nuestro planeta existen lugares reconocidos por su gran actividad geotermal. El más extenso de ellos es el llamado “Cinturón de Fuego del Pacífico”, una zona de 40.000 kilómetros en forma de arco que corona al océano que le da su nombre. Chile es uno de los países que está inserto en este circuito de fuego, lo que posiciona a nuestro país como un territorio de gran potencial para la generación de energía geotérmica.

La energía geotérmica ha sido usada a gran escala desde comienzos del siglo XX en Italia, y principalmente en áreas volcánicas tales como Islandia, las Filipinas, Nueva Zelanda y algunas regiones de California.

¿Cómo funciona una central geotérmica

El funcionamiento de una central geotérmica es bastante simple: consta de una perforación practicada a gran profundidad sobre la corteza terrestre (unos 5 km), con objeto de obtener una temperatura mínima de 150º C, y en la cual se han introducido dos tubos en circuito cerrado en contacto directo con la fuente de calor.

Desde la superficie se inyecta agua fría a través de uno de los extremos del tubo, la cual se calienta al llegar al fondo formando vapor de agua y regresando a chorro a la superficie a través del otro tubo.

En el extremo de éste está acoplada una turbina-generador que suministra la energía eléctrica para su distribución. El agua enfriada es devuelta de nuevo al interior por el primer tubo para repetir el ciclo.

Proyección de la energía geotérmica

En una simple mirada al sector energético se puede ver la escalada de precios que han tenido los combustibles fósiles, y la tendencia similar que se avecina en el panorama del mercado eléctrico.

Ambas realidades ponen en tela de juicio, económica y medioambiental, el sistema o modelo de consumo energético, que para la climatización de los edificios se viene utilizando en la proyección y ejecución de las obras.

Entre las alternativas tienen cabida las instalaciones para el aprovechamiento de energía geotérmica, una de las tecnologías que más éxito ha tenido en países con criterios de sostenibilidad y eficiencia energética más altos, como Suecia, Finlandia, Alemania, etc…

Eficiencia de la energía geotérmicaEl COP de una bomba de calor geotérmica es de 4 a 6, superando al de las bombas de calor más eficientes aire-aire (las habituales consolas de aire acondicionado y aire caliente para climatización), estimado entre 2 y 3. Esto quiere decir que por cada unidad de energía que usa el sistema geotérmico, en este caso eléctrica, se obtienen 4 o más unidades de energía en forma de calor o frío. En concreto, cuando el sistema está calentando se debe aportar una cuarta parte de la energía calorífica que se obtiene (rendimiento del 400 % ), y cuando está enfriando sólo una quinta parte (rendimiento del 500 %); es decir, que produce cinco veces más energía que la electricidad que consume

Balance energético español

Dentro del consumo energético español el papel del petróleo es fundamental ya que aporta holgadamente mas de la mitad del total, algo que viene sucediendo desde hace mas de 30 años. Teniendo en cuenta que nuestra producción de crudo es muy escasa, aquí está una de las causas del déficit energético de España. El carbón es todavía la segunda energía primaria por su aportación al consumo bruto, pero su continuo declive presagia que abandone en un futuro próximo ese lugar. La energía nucleoeléctrica figura en tercer lugar pero con tendencia a disminuir su participación en el total al abandonarse esta opción energética a principios de los 80 y no preverse en un futuro inmediato la incorporación de nuevos reactores a nuestro parque nuclear.