Autor: Ph.D. Yolanda Reyes, 01 agosto 2022.
Introducción
¿Sabías que la geotermia es la nueva tendencia energética que podría salvarnos?
Así lo afirman los expertos, y de hecho esta nueva forma de energía alterna parece ser una tendencia que va en aumento que podría marcar un antes y un después en un futuro en la lucha contra el cambio climático. Es la gran desconocida entre el grupo de las energías renovables, por lo que muchas veces es ignorada, aunque ya existía y se conocía desde la antigüedad.
En este contexto actualmente se están desarrollando nuevos proyectos relacionados con esta tecnología. Existe un interés renovado en esta fuente de energía a medida que los países se trazan objetivos de energía renovable, incluidos los proyectos de cero emisiones: el compromiso de decenas de países de descarbonizar sus economías para 2050.
La energía geotérmica se utiliza desde hace miles de años en algunos países. Se trata simplemente de energía térmica derivada del calor interno de la tierra, contenida en las rocas y los fluidos que se hallan bajo la corteza terrestre. Se puede encontrar tanto en el suelo poco profundo como en varios kilómetros por debajo de la superficie, e incluso más abajo hasta la roca fundida extremadamente caliente llamada magma.
A continuación, se exponen en que consiste la energía geotérmica, como se produce y cuáles serían los beneficios.
¿Qué es la energía geotérmica?
Cuando se habla de geotermia se habla del calor que se encuentra en la parte más superficial de la tierra y que puede ser explotado por el hombre (entre 3 a 6 km de profundidad).Para que un recurso geotérmico pueda ser explotado para la producción de energía eléctrica; es necesario que, una gran cantidad de energía térmica sea almacenada y concentrada (T≥150 oC) en rocas permeables y cercanas a la superficie (1-3km) y que existan las condiciones geológicas para la presencia de un campo geotérmico, (Figura 1).
El núcleo que se encuentra debajo de la corteza terrestre alberga energía térmica y cuanto más profundo este debajo de la superficie de la tierra es más caliente. Aproximadamente a 6.437 kilómetros o 4.000 millas por debajo de la superficie de la tierra (Figura 2), puede alcanzar temperaturas de 4200 grados centígrados o 7.600 grados Fahrenheit. Una porción de ese calor emanó del proceso de formación de la tierra hace alrededor de 4 mil millones de años.
El calor restante proviene de la descomposición continua de materiales radioactivos debajo de la tierra. El calor que se encuentra dentro del núcleo de la tierra es tan extremo que funde las rocas lo que se conoce como el magma; el cual, es menos denso que las rocas que lo envuelven, y tiende a subir por la superficie de la tierra. En algunos casos, la presión dentro del núcleo fuerza la salida del magma a través de las rejillas de ventilación, lo que hace erupción a la superficie, un fenómeno conocido como erupción volcánica.
Sin embargo, en la mayoría de los casos, el magma no sale de la corteza terrestre. En lugar de eso, calienta las rocas cercanas, y el agua atrapada dentro de las rocas.
Un poco de historia sobre la geotermia.
¿Sabías que la primera central geotérmica del mundo se construyó en el sur de la Toscana, más concretamente en Larderello, situado en la provincia de Pisa, Italia?
Tras el desarrollo de una planta experimental en 1904, el científico italiano Piero Ginori Conti inventó la primera central de energía eléctrica geotérmica, en la que se utilizó vapor para crear energía con el fin de hacer girar una turbina y demostrar la generación de electricidad (Figura 3).
En 1911 este cientiifco se decidio a crear la única central de energía geotérmica, y en 1913 se construye la primera planta de 250 kWe, alcanzando en 1950 los 300 MWe en el yacimiento de Landarello valle del Diavolo, (Figura 4).
Gracias a la actividad volcánica de esta zona, la planta producía alrededor de 250 kilovatios que se empleaban para el funcionamiento del sistema ferroviario eléctrico italiano. Esa actividad volcánica consiste en la presencia de numerosas emanaciones de humo que generan vapor de agua a alta presión y a temperaturas que alcanzan los 200 oC.
Actualmente Larderello produce el 10 % de todo el suministro mundial de electricidad geotérmica, unos 4.800 GWh por año que alimenta a un millón de hogares italianos.
En 1958 comienza la producción geotermoeléctrica en Nueva Zelanda, con el yacimiento de Wairakei, en 1959 en Méjico, yacimiento de Pathe y en 1960 en Estados Unidos con el yacimiento de The Geysers.
En 1973, cuando comenzó la crisis del petróleo, muchos países comenzaron a buscar fuentes de energía renovables y en 1980 las bombas de calor geotérmicas (BPH) empezaron a ganar popularidad para reducir los costos de calefacción y refrigeración. Se produce la gran expansión en la generación de electricidad con energía geotérmica, incorporándose sucesivamente Japón, Islandia y El Salvador, Indonesia, Kenia, Turquía y Filipinas (1980), Nicaragua (1985), Costa Rica (1995), Guatemala (2000), entre otros.
A medida que el efecto del cambio climático empezó a dar sus frutos, los gobiernos de varios países se unieron para luchar contra él, por lo que el Protocolo de Kyoto fue firmado en Japón en 1997, estableció objetivos de emisiones para los países ricos y exigió que transfirieran fondos y tecnología a los países en desarrollo, 184 países lo han ratificado.
Producción de energía geotérmica
Para producir electricidad geotérmica, se perforan pozos, de 1,6 kilómetros de profundidad o más, en depósitos subterráneos para aprovechar el vapor y el agua muy caliente que accionan turbinas conectadas a generadores de electricidad. Las plantas de energía geotérmica generalmente aprovechan el calor debajo de la corteza terrestre y lo utilizan para generar electricidad; en la figura 5, se muestra el proceso de funcionamiento de una planta geotérmica.
Existen tres tipos de plantas de energía geotérmica: de vapor seco, flash y binarias. El vapor seco, es la tecnología geotérmica más antigua, extrae el vapor de las fracturas del suelo y lo utiliza para accionar directamente una turbina. Las centrales flash extraen agua caliente profunda y de alta presión para introducirla en agua más fría y de baja presión.
El vapor resultante de este proceso se utiliza para accionar la turbina. En las centrales binarias, el agua caliente pasa por un fluido secundario con un punto de ebullición mucho más bajo que el del agua, lo que hace que el fluido secundario se convierta en vapor, que luego acciona una turbina. La mayoría de las centrales de energía geotérmica del futuro serán centrales binarias.
La energía geotérmica se genera en más de 20 países. Estados Unidos es el mayor productor mundial, y el mayor desarrollo geotérmico del mundo es The Geysers, al norte de San Francisco, en California. En Islandia, muchos de los edificios e incluso las piscinas se calientan con agua caliente geotérmica. Islandia tiene al menos 25 volcanes activos y muchas fuentes termales y géiseres.
Hoy en día a través de este tipo de energía alterna se suministra menos del 1% de la energía mundial, pero se espera que abastezca entre el 10 y el 20% de las necesidades energéticas mundiales en 2050. Actualmente las centrales geotérmicas funcionan en unos 20 países con una alta actividad volcánica y sísmica.
Ventajas y desventajas
Se puede extraer sin quemar un combustible fósil como el carbón, el gas o el petróleo. Los campos geotérmicos producen solo una sexta parte del dióxido de carbono que produce una central eléctrica relativamente limpia alimentada con gas natural. Las centrales binarias no liberan prácticamente ninguna emisión. A diferencia de la energía solar y eólica, la energía geotérmica está siempre disponible, los 365 días del año. También es relativamente barata; el ahorro por su uso directo puede llegar a ser del 80% respecto a los combustibles fósiles, pero conlleva algunos problemas medio ambientales.
Entre la principal desventaja se tiene la liberación de sulfuro de hidrógeno (H2S), en bajas concentraciones. Otra preocupación es la eliminación de algunos fluidos geotérmicos, que pueden contener bajos niveles de materiales tóxicos. Aunque los emplazamientos geotérmicos son capaces de proporcionar calor durante muchas décadas, con el tiempo determinados lugares pueden enfriarse.
Si quieres saber más sobre las nuevas tendencias en energía alternas, no te pierdas nuestro próximo artículo.
Referencias bibliográficas
https://es.wikipedia.org/wiki/Central_geot%C3%A9rmica
https://www.nationalgeographic.es/medio-ambiente/que-es-la-energia-geotermica
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