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¿Qué es la geotérmica y cómo es su funcionamiento?

marzo 17, 2022
¿Qué es la geotérmica y cómo es su funcionamiento?

El futuro de la energía geotérmica

La energía geotérmica es un tipo de energía renovable que se extrae del núcleo de la Tierra.  Procede del calor generado durante la formación original del planeta y de la desintegración radiactiva de los materiales. Esta energía térmica se almacena en rocas y fluidos en el centro de la Tierra.

Las altas temperaturas de más de 4.000 °C hacen que parte de la roca del centro de la Tierra se derrita y forme rocas fundidas calientes llamadas magma.  Estos calores también hacen que el manto se comporte plásticamente y que partes de él convecten hacia arriba, ya que es más ligero que la roca circundante.

En algunos países se utiliza desde hace miles de años para cocinar y en sistemas de calefacción. Los depósitos geotérmicos subterráneos de vapor y agua calentada pueden utilizarse para la generación de electricidad y otras aplicaciones de calefacción y refrigeración.

Un ejemplo de calefacción y refrigeración es la instalación de una bomba de calor geotérmica a unos 3 metros bajo tierra. Estas tuberías se llenan de agua o de una solución anticongelante.    El agua se bombea alrededor del circuito cerrado de tuberías. Estos sistemas de bomba de calor geotérmica ayudan a enfriar los edificios en verano y a mantener el calor en verano. Esto ocurre al absorber el calor de la tierra mientras el agua circula de vuelta al edificio.

Energía geotérmica

La energía geotérmica es el calor de la tierra. La palabra geotérmica viene de las palabras griegas geo (tierra) y therme (calor). La energía geotérmica es una fuente de energía renovable porque el calor se produce continuamente en el interior de la tierra. La gente utiliza el calor geotérmico para bañarse, para calentar edificios y para generar electricidad.

Los científicos han descubierto que la temperatura del núcleo interno de la Tierra es de unos 10.800 grados Fahrenheit (°F), es decir, tan caliente como la superficie del sol. La temperatura del manto oscila entre unos 392 °F en el límite superior con la corteza terrestre y unos 7.230 °F en el límite manto-núcleo.

La corteza terrestre está dividida en trozos llamados placas tectónicas. El magma se acerca a la superficie terrestre cerca de los bordes de estas placas, que es donde se producen muchos volcanes. La lava que sale de los volcanes es en parte magma. Las rocas y el agua absorben el calor del magma en el subsuelo. Las rocas y el agua que se encuentran a mayor profundidad tienen las temperaturas más altas.

De dónde procede la energía geotérmica

En las regiones volcánicas, los depósitos de agua caliente subterránea ascienden por un pozo bajo su propia presión y se convierten en vapor para impulsar una turbina en la superficie. Pero en la mayor parte del mundo, las rocas al alcance de los equipos de perforación son rocas secas e impermeables, como el granito, por lo que hay que crear un sistema geotérmico de ingeniería.

Se bombea agua fría a alta presión en un pozo de inyección. El agua obliga a las grietas naturales de los estratos a expandirse, permitiendo que el agua se filtre lateralmente a través de la roca caliente. Este proceso es similar al de la fracturación hidráulica utilizada para la extracción de petróleo y gas, pero no requiere disolventes nocivos.

También se perforan varios «pozos de producción» en las proximidades para que el agua calentada vuelva a salir de la roca. La perforación de estos pozos implica una cierta dosis de suerte, ya que deben dar con una de las fisuras -normalmente de menos de 5 cm de ancho- para poder extraer el agua. La moderna tecnología de geoimagen ha mejorado el porcentaje de aciertos hasta el 80%, frente al 25% de hace unos años.

Pros y contras de la energía geotérmica

La energía geotérmica se utiliza sobre todo para la generación de electricidad y más de 20 países cuentan con centrales geotérmicas. Todos los proyectos de energía geotérmica tienen una característica común: un fluido calentado geotérmicamente debe ser transportado a la superficie donde se utiliza una turbina para convertir el calor en energía eléctrica.

En la actualidad, todos los proyectos geotérmicos convencionales funcionan utilizando agua como fluido de transferencia de calor. Se trata de sistemas hidrotérmicos en los que el agua se inyecta en el suelo, se deja percolar a través de formaciones rocosas moderadamente calientes y permeables, y luego se bombea a la superficie donde se extrae el calor y finalmente se genera energía. El éxito de los proyectos hidrotermales depende de que haya suficiente calor, agua y permeabilidad del subsuelo.

Pero muchas regiones geotérmicas calientes carecen de agua, de permeabilidad o de ambas. Las limitaciones de los métodos convencionales de extracción de calor geotérmico impulsaron la investigación de dos nuevos enfoques: los sistemas geotérmicos mejorados (EGS) y los sistemas de circuito cerrado.

Los EGS están diseñados para crear permeabilidad mediante la fracturación de rocas calientes y secas donde no hay suficiente permeabilidad o saturación de fluidos. Un sistema de fracturación EGS se crea inyectando agua a alta presión para crear un sistema de fracturas dentro del depósito térmico. El agua se inyecta en el sistema de fracturas mediante un pozo de inyección y se perfora un segundo pozo para intersectar el sistema de fracturas y conducir el agua a la superficie. Este sistema permite hacer circular el agua y extraer el calor de la roca caliente y seca original. Aunque los yacimientos EGS pueden crear permeabilidad, el sistema requiere grandes volúmenes de agua para la fracturación y las operaciones en curso.

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