La energía renovable, a menudo denominada energía limpia , proviene de fuentes o procesos naturales que se reponen constantemente. Por ejemplo, la luz del sol y el viento siguen brillando y soplando, incluso si su disponibilidad depende del tiempo y el clima. Y una de esas energías renovables, menos habladas en el día a día, es la energía geotérmica.
La diferencia entre la temperatura en el núcleo terrestre y la superficie impulsa una conducción continua de energía térmica desde el centro hacia el exterior del planeta. Las altas temperaturas de más de 4000°C hacen que parte de la roca en el centro de la Tierra se derrita y forme rocas fundidas calientes llamadas magma . Estos calores también hacen que el manto se comporte plásticamente y partes de él se convecten hacia arriba, ya que es más liviano que la roca que lo rodea.
¿Conoces lo que es la energía geotérmica?
Una de las fuentes de energía renovables extendida en Europa es la energía geotérmica . Se define como «la energía generada por fuentes geológicas de calor».
La energía geotérmica también se puede considerar como una forma de energía alternativa y renovable , si se evalúa con relativa rapidez. Esto se debe a que la explotación continua de una fuente geotérmica puede inducir localmente, alrededor de los sitios de explotación, una reevaluación del valor de la anomalía anómala térmica , haciendo que la fuente de energía ya no sea renovable. Esta anomalía es local y depende del tiempo de explotación del recurso altamente variable según el sitio .
Cómo funciona realmente la energía geotérmica
Este tipo de energía se basa en los principios de la energía geotérmica, o en la explotación calor natural de la tierra (término geotérmica tiene su etimología del griego «GE» y «termos», que literalmente significa «calor de la Tierra»). Este calor es liberado naturalmente por los procesos de descomposición nuclear de los elementos radiactivos dentro del núcleo, el manto y la corteza terrestre. Algunos de estos elementos son uranio, torio y potasio que están genuinamente contenidos en las áreas más internas de nuestro planeta.
En el interior de la tierra, el núcleo es una masa incandescente que irradia calor desde el interior hacia el exterior, motivo por el cual según profundicemos en la tierra la temperatura irá aumentando en una progresión de 2 a 4 ºC de temperatura por cada 100 metros.
Pero el interior de la tierra está formada por distintas capas, alcanza la profundidad suficiente y el agua se calienta, ésta experimenta un cambio de estado pasando a vapor de agua que saldrá a fuerte presión hacia la superficie, bien en forma de chorro o fuentes termales.
El potencial de producción de energía geotérmica (60 mW/m²) es bastante inferior a la del sol (340 W/m², aproximadamente). Sin embargo, este potencial asciende, en algunos lugares, a 200 mW/m² y crea una acumulación de calor en los acuíferos que puede ser explotado industrialmente. El ritmo explotación es siempre superior a la contribución del flujo de calor, y se debe tener cuidado de no densificar demasiado las zonas de explotación que llevarían decenas o centenas de años para recuperarse. El coste de la perforación está creciendo muy rápidamente con la profundidad.
Mapa Geotérmico de España
La energía geotérmica a baja temperatura (50 a 100°C) se utiliza principalmente para calefacción, a través de redes de calor, y de manera más marginal para la calefacción de invernaderos o para la acuicultura. Ya en 1995, la capacidad instalada mundial fue de 4,1 GW térmicos. También puede referirse el uso de bombas de calor geotérmicas que, utilizando las napas subterráneas de pequeña profundidad o “sondas geotérmicas”, con perforaciones de 50 a 100 metros permiten recuperar las calorías del suelo suficientes para calefaccionar una habitación.
Con la crisis del petróleo, el interés por la energía geotérmica ha crecido en todo el mundo, y su aplicación para su uso como fuente de energía eléctrica crece en torno a un 9% cada año.
¿Sabés todas las fuentes de Energía Geotérmica?
Agua Caliente
Los yacimientos de agua caliente pueden ser en forma de fuente, éstos yacimientos ya fueron utilizados en todo el Imperio Romano en forma de baños y termas. A través de distintas tuberías el agua caliente era conducida hasta las termas, donde por medio de agua fría se buscaba la temperatura ideal para los baños.
Otro tipo de yacimiento de agua caliente son los acuíferos subterráneos, se trata de agua subterránea a altas temperaturas mientras que se encuentran a baja profundidad. Para poder extraer el agua de un acuífero subterráneo será necesario realizar dos pozos. Por uno de los pozos se extraerá el agua caliente subterránea y una vez utilizado su poder calorífico y tras haberse enfriado será devuelta al acuífero a través del segundo pozo.
De esta forma conseguiremos que el acuífero nunca se seque ya que constantemente estaremos devolviendo el agua al mismo donde volverá a calentarse y a repetirse el ciclo.
Yacimiento Seco
Los yacimientos secos como su propio nombre indica no necesita de agua para generar energía geotérmica, esto se debe a que realmente es un tipo de producción artificial.
Estos son en realidad fuentes petrotermales (también conocidas como roca seca caliente – HDR) que se forman por bancos de rocas a profundidades decididamente más altas pero también se caracterizan por la ausencia de agua. Más del 80% de las fuentes en nuestro planeta son de este tipo, incluso si su explotación es muy compleja: debido a la ausencia de agua, inicialmente es necesario insertarla , y luego aumentar la superficie de intercambio mediante la fracturación de la roca. La baja conductividad térmica combinada con las modernas técnicas de perforación y trituración de rocas (para aumentar la superficie de intercambio) no justifica los costos económicos que suelen ser demasiado altos para áreas con profundidades superiores a 5 km.
Se trata de encontrar a no mucha profundidad, un lecho de roca caliente, seca pero con elevada temperatura. Estas condiciones pueden darse cuando por culpa de la fractura de alguna capa el magma interior rellena esos huecos, quedando las piedras superiores expuestas al calor.
Una vez encontrado el lecho de roca caliente, se procederá a realizar una perforación hasta alcanzarlo, por otro extremo se realizará un segundo pozo que alcanzará también la roca caliente. Por una de las perforaciones se introduce agua fría que al entrar en contacto con la roca caliente, la transforma en vapor de agua que saldrá a presión por el segundo pozo perforado.
Un efecto similar se produce en el Parque Nacional de Timamfaya donde junto a la cafetería podemos ver demostraciones por parte de los operarios del Parque quienes arrojando agua por un agujero, ésta sale a los pocos segundos precediendo a un gran estruendo, en forma de columna de agua caliente y vapor de agua.
Géiser
Las fuentes geopresurizadas, por otro lado, se encuentran a profundidades mucho mayores (2500-9000 m). Consisten en temperaturas relativamente bajas, pero a presiones muy altas. Estas bolsas suelen ser ricas en gas natural y, a menudo, también agentes químicos potencialmente dañinos, incluso si están naturalmente contenidos en el suelo.
Esta es la forma que más nos llama la atención y que no son tan frecuentes como la gente piensa, estando la mayor parte de ellos repartidos ente el Parque Nacional de Yellowstone en Estados Unidos y en Islandia. Los géisers son una fuente de agua termal con la particularidad de arrojar columnas de vapor y chorros de agua caliente.
Cuando una gran cantidad de agua subterránea se vaporiza, ésta es empujada fuertemente hacia el exterior por lo que podríamos definir un géiser como un surtidor de agua hirviendo. Este fenómenos se produce en zonas especialmente volcánicas donde a través de un orificio cada cierto periodo de tiempo, expulsa violentamente una columna o chorro de agua y vapor, provocando un gran estruendo.
El motivo es porque las aguas del subsuelo se calientan al entrar en contacto con las rocas que se mantienen calientas gracias al magma que circula bajo ellas, éste agua se calienta y volatiliza de forma prácticamente instantánea y asciende rápidamente hacia la superficie atravesando las rocas porosas por medio del fenómeno de convección. La velocidad con la que alcanza la superficie hace que esta salga en forma de columna de agua y vapor.
Cuando la columna de agua ha salido, el agua que queda bajo la tierra se enfría y la erupción de agua cesa. A partir de aquí el fenómeno comienza de nuevo hasta que el agua vuelve a alcanzar otra vez el punto de ebullición.
Este es el orígen de la energía geotérmica
La Energía Geotérmica es aquella que aprovecha el calor proveniente de La Tierra, el cual tiene diferentes orígenes, entre los que se destacan:
- Gradiente geotérmico: Una proporción en la que a cierta distancia desde la superficie a nivel del mar, hacia el interior, se aumenta 1ºC
- Calor radiogénico: Relativo a la energía interna de la materia, generando calor por el decaimiento de distintos isótopos.
- Yacimientos geotérmicos: Son puntos en el mapa donde encontramos una mayor temperatura, por cuestiones absolutamente naturales. Pueden ser zonas de grietas o roturas en las placas tectónicas, o zonas con actividad que causan terremotos, erupciones… Hay cuatro tipos de yacimientos:
- Yacimientos de alta temperatura: existe un foco de calor, donde el fluido se almacena a unos 100ºC. El foco está rodeado de roca permeable, que a su vez está rodeada por una capa de rocas que presenta grietas.
- Yacimientos de baja temperatura: su temperatura se encuentra entre 100 60ºC.
- Yacimientos de muy baja temperatura: por encima de 15ºC
- Yacimientos de roca caliente: son rocas que se encuentran entre 5 y 8 kilómetros bajo tierra.
Usos de la energía geotérmica
- Aprovechamiento directo del calor para fines industriales o en las conocidas aguas termales.
- Calefacción y calentamiento del agua: Con el establecimiento de redes de agua. También se aprovecha esta red de agua para calentar invernaderos, e incluso en acuicultura, para mantener el agua de las piscifactorías a una temperatura adecuada.
- Refrigeración por absorción: Requieren un equipo específico.
- Generación de electricidad: Captando el calor y utilizando generadores se pueden alimentar ciudades enteras, aunque para ello requieren una gran inversión. Esta tecnología se utiliza en la región de Toscana (Italia) y en California.
La energía geotérmica contiene muchas ventajas y algunas desventajas
Ventajas
- Por un lado, la energía geotérmica es una de las energías consideradas como “limpias”, aunque no lo sea tanto como la solar o la eólica. Para su producción no se utilizan recursos fósiles ni se realizan procesos químicos de combustión. La producción de energía por medio del calor del interior de la Tierra no provoca la emisión de gases de efecto invernadero y, por tanto, no produce daños en la capa de ozono ni contribuye al cambio climático y al calentamiento global.
- Es una energía que tampoco produce casi residuos, al menos los produce en mucha menor medida que otras energías que usan recursos fósiles o materiales radiactivos.
- Los costes de producción de electricidad a partir de este tipo de energía son muy baratos, más económicos que en las plantas de carbón o en las centrales nucleares.
- La energía geotérmica es la que más recursos ofrece. Se cree que la energía geotérmica existente en la actualidad es capaz de ofrecer más energía que todo el petróleo, gas natural, carbón y uranio del mundo juntos.
Desventajas
- Uno de sus principales inconvenientes es el escaso desarrollo que presenta este tipo de energía. En algunos casos, como en España, esta energía no ha sido nada aprovechada y, de hecho, casi ni se la menciona entre las energías renovables. No ha sido hasta los últimos años cuando se han comenzado a desarrollar planes para abrir centrales geotérmicas en Canarias, donde por su orígen volcánico existe gran potencial para este tipo de energía. También hay otras regiones con posibilidades de explotación geotérmica aún sin aprovechar: Cataluña, Baleares, Valencia, Madrid, Albacete… Todos estos lugares están capacitados para albergar plantas geotérmicas de baja intensidad.
- Otro de los problemas es que podrían darse casos de accidentes o fugas que podrían provocar la expulsión de ácido sulfhídrico, arsénico u otras sustancias contaminantes. El ácido sulfhídrico es una sustancia que en dosis elevadas es letal para el ser humano, mientras que el arsénico o el amoníaco podrían contaminar la tierra y el agua colindantes.
- Por otra parte están las limitaciones para su implantación. Las plantas de energía geotérmica deben instalarse en zonas donde el calor del subsuelo sea muy alto. En ocasiones, este tipo de plantas también deben ubicarse en zonas de difícil acceso.
- En relación a su ubicación, también hay que destacar que este tipo de energía no se puede transportar y debe ser consumida en el mismo lugar que se produce. Es decir, las plantas están pensadas para el abastecimiento local.
- También hay que destacar que para construir las instalaciones, infraestructuras y para proceder a la extracción del calor de las rocas y el magma terrestre, es necesario realizar importantes modificaciones en el terreno y en el paisaje que causan un gran impacto paisajístico.
- Por otro lado, cabe destacar que es una energía relativamente nueva y que todavía está muy poco aprovechada. Seguramente los procesos usados para la extracción del material son todavía un tanto “rústicos” y que, con el paso del tiempo, se idearán métodos más efectivos para obtener energía (e incluso transportarla) del interior de la tierra.
- Hay que señalar que, a pesar de que aún existe gran cantidad de roca magmática y calor en el interior de la tierra, la energía geotérmica no es una energía inagotable.
- Por último, cabe destacar que en algunas zonas cercas a las plantas geotérmicas se han dado casos de pequeños seísmos, producidos por el enfriamiento y rotura de las rocas de la corteza terrestre.
Habiendo enumerado su utilidad, ventajas y desventajas, es notorio llegar a la conclusión de que para su aprovechamiento se requiere una gran inversión inicial, sobre todo para las precauciones que deben ser tomados para evitar daños al paisaje y a la salud.
Energía sostenible en la casa
Conociendo la energía de la que se puede disponer a través del calor del subsuelo como una de las fuentes de energía renovables, es imprescindible conocer las formas en que podemos aprovecharnos de ella, para no recurrir a otros recursos más artificiales y, respetando por supuesto, el calor natural de a tierra.
Una manera muy eficaz que se ha estado extendiendo cada vez más, especialmente en las nuevas construcciones, es la construcción de las casas con suelos radiantes, unas láminas que te permite ir descalzo por la casa, porque emite calor. Estos suelos, por supuesto, no son así por naturaleza o están hechos de un producto que emite calor sino que distribuyen el calor que se les administra, gracias a la bomba de calor.
La bomba de calor, es la que comunicará nuestra casa con la energía geotérmica. Gracias a ella, conseguimos que se realice un intercambio de aires o de temperaturas, de manera que absorbe el frío de un lado y expulsa el calor del interior de la tierra, de la zona del subsuelo. De esta manera, con la bomba, se puede regular la administración del calor del subsuelo por toda la casa, ahorrando en calefacción, ya que se parte de un calor natural y ecológico.
A diferencia de otras bombas de calor, éstas sí son reversibles. Podrás cambiarla de lugar o apagarla, para que deje de extraer el calor del subsuelo, como ocurre en los meses de verano y en donde el calor no se necesita tanto. Y ésta bomba, no consume la energía que genera, para poder generar más calor, sino que la energía que emplea, se utiliza para poder repartirla e impulsarla por donde se necesita.
Para poder colocar la bomba de calor, cuando una casa está hecha, se tiene que levantar el suelo, instalarla y, posteriormente, el suelo radiante. En el caso de una nueva construcción, se puede instalar de tres manera diferentes.
- Geotérmica vertical: es un sistema hidráulico que se encarga de realizar el intercambio de calor con el subsuelo. Consiste en intentar un tubo de decenas de metros, para llegar a la profundidad y donde está el calor.
- Geotérmica horizontal: necesita mucho más espacio, porque no va insertada, principalmente en el subsuelo, pero tiene que ir ocupando todo el ancho de la casa, de manera que aunque sea menos costoso, sí que necesita más espacio, a pesar de que el área resultante de la casa, no sea tan grande.
- Geotérmica bajo cimientos: sería el ideal, pero habría que planificarlo, hasta antes de la construcción, antes de colocar la base, de esta manera, cuando se coloquen los tubos que comuniquen con el subsuelo, podrá instalarse una bomba hidráulica que se encargará de repartir el calo de manera mucho más óptima que las dos anteriores.
Sin duda, contar en el hogar con la energía geotérmica, no sólo para calentar la casa, sino para dar energía a las diferentes instalaciones puede ahorrarnos todos los meses una cifra considerable de electricidad. Pero la única pega, es que su instalación, especialmente desde antes de colocar la base, como en el caso de la instalación bajo cimientos, es bastante costosa. La inversión inicial es bastante grande, especialmente, si es que te vas a construir una casa desde cero.
Lo más asequible, es contar con el suelo radiante, que nos dará los beneficios de la energía geotérmica, pero con un poco menos de compromiso.
Países donde se usa la energía geotérmica
En un mundo donde se amplía la búsqueda de vías que reduzcan la dependencia del petróleo y las emisiones de gases con efecto invernadero, el uso de energía limpia y duradera pretende erupcionar en las economías que más lo necesitan. La explotación de este tipo de energía comenzó en Larderello (Italia) en 1904, pero hoy está presente en multitud de países volcánicamente activos como Islandia, Nueva Zelanda, Japón, Filipinas y el oeste de Estados Unidos.
Islandia constituye el país con mayor actividad geotérmica del mundo, y allí el 99% de las viviendas se abastecen de calefacción mediante esta energía. En todo el mundo, su uso para calefacción alcanza un 33%. El estado de California posee más de 30 plantas de energía geométrica, encargadas de producir el 90% de la energía geométrica que consume EEUU. A su vez, sabemos que la primera planta híbirida solar y geotérmica del mundo será construida en el estado de Nevada.
Los países en pleno desarrollo saben que la energía geotérmica puede ser la piedra angular que relance la riqueza de su agricultura, facilitando la calidad y el mantenimiento de los alimentos. Esto supondría un gran avance en aquellos lugares que rodean el denominada “Anillo de Fuego del Pacífico”, como México, Indonesia, Colombia o Ecuador.
Asimismo ocurriría con países que convergen en el Gran Valle del Rift africano, como Etiopía y Kenia. Ya en Europa; países como Rumania, Bulgaria y Macedonia tienen a mano replantearse un futuro más sostenible gracias a los recursos de la energía geotérmica.
En España, se utiliza la energía geotérmica para producir calor en balnearios e invernaderos en Ourense y Murcia. Las últimas noticias nos llevan a que Galicia puede que se convierta en una de las ciudades pioneras en utilizar la energía geotérmica para la calefacción, climatización y agua caliente en edificios. Incluso, se ha llegado a hablar de la primera empresa de fabricación de bombas de calor.
Noticias de actualidad sobre la energía geotérmica
Actualmente, existen plantas que producen electricidad mediante el calor de la Tierra en 23 países. En los que este tipo de energía está más implantada es en Islandia, donde donde un 18% de la electricidad se genera por geotermia, y Filipinas, donde la cifra llega al 27%.
Islandia constituye el país con mayor actividad geotérmica del mundo, y allí el 99% de las viviendas se abastacen de calefacción mediante esta energía. En todo el mundo, sus su uso para calefacción alcanza un 33%. Y a su vez, sabemos que la primera planta híbirida solar y geotérmica del mundo será construida en Nevada.
En España, se utiliza la energía geotérmica para producir calor en balnearios e invernaderos en Ourense y Murcia. Las últimas noticias nos llevan a que Galicia puede que se convierta en una de las ciudades pioneras en utilizar la energía geotérmica para la calefacción, climatización y agua caliente en edificios. Incluso, se ha llegado a hablar de la primera empresa de fabricación de bombas de calor.
Actualmente, la empresa eslovaca Arllen Development ya se ha instalado en el Cabildo de Tenerife, más concretamente en el municipio de Güímar, para gestionar la primera central geotérmica de España. La entidad ya ha dado sus primeros pasos para levantar las instalaciones de alta temperatura, que además contarán con una estación depuradora de aguas residuales para la agricultura y una desaladora de agua de mar para convertirla en agua potable. Arllen empleará el calor procedente de un pozo seco y lo transformará en energía eléctrica, enviada a la red de distribución convencional.
Los últimos datos aportados indican que la inmensa mayoría de los 23 países que utilizan energía geotérmica, emplean su consumo en calentar espacios recreativos, olvidándose del importante potencial que puede suponer esta energía en usos agrícolas. La etapa post-cosecha de la industria agroalimentaria es la fase más delicada de todas las vías empleadas, ya que la mitad de los alimentos se pierden por falta de energía asequible para el procesado de secado, pasteurización y esterilización de terminados productos. De ahí que es importante extender y dar facilidades de estudio y construcción a países con una gran economía agrícola.
Hoy en día, se estima que unos 45 millones de habitantes en todo el mundo cubren todas sus necesidades cotidianas con energías renovables.
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