Todo lo que debes de saber sobre la energía geotérmica

Central energía geotérmica

El mundo de las energías renovables se está haciendo cada vez más hueco en los mercados internacionales debido a su alta competitividad y cada vez más eficiencia. Existen diversos tipos de energías renovables (como ya creo que conocemos todos) pero sí que es verdad que dentro de las energías renovables, nos encontramos con algunas más “famosas”, como la energía solar y la eólica, y otras menos conocidas como la energía geotérmica y la de biomasa.

En este post os voy a hablar de todo lo relacionado con la energía geotérmica. Desde qué es, cómo funciona y sus ventajas e inconvenientes en el mundo de la energía renovable.

¿Qué es la energía geotérmica?

La energía geotérmica es un tipo de energía renovable que se basa en el aprovechamiento del calor que existe en el subsuelo de nuestro planeta. Es decir, utilizar el calor de las capas internas de la Tierra y con él genera energía. Las energías renovables, normalmente, emplean los elementos externos como pueden ser el agua, el aire y la luz del sol. Sin embargo, la energía geotérmica es la única que escapa a esa norma externa.

Cómo se extrae la energía geotérmica

Fuente: https://www.emaze.com/@ALRIIROR/Presentation-Name

Veréis, existe un gradiente de temperaturas en profundidad debajo del suelo que pisamos. Esto es, la temperatura de la Tierra va a aumentando conforme descendemos y nos acercamos al núcleo terrestre. Es cierto que los sondeos más profundos a los que el ser humano ha podido llegar no sobrepasan los 12 km de profundidad, pero sí sabemos que el gradiente térmico hace aumentar la temperatura del suelo entre 2°C y 4° C por cada 100 metros que descendemos. Hay diversas zonas del planeta donde este gradiente es mucho mayor y se debe a que la corteza terrestre es más delgada en ese punto. Por lo tanto, las capas más internas de la Tierra (como lo es el manto, que es más caliente) están más cerca de la superficie terrestre y aporta más cantidad de calor.

Bueno, dicho esto suena muy bien, pero, ¿de dónde y cómo se extrae la energía geotérmica?

Yacimientos geotérmicos

Como he nombrado anteriormente, existen zonas del planeta donde el gradiente térmico en profundidad es más pronunciado que el resto de lugares. Esto provoca que la eficiencia energética y la generación de energía a través del calor interno de la Tierra sean mucho mayores.

Por lo general, el potencial de producción de energía geotérmica es mucho menor que el potencial que tiene la energía solar (60 mW/m² de la geotérmica frente a los 340 mW/m² de la solar). Sin embargo, en los lugares mencionados donde el gradiente térmico es mayor, llamados yacimientos geotérmicos, el potencial de producción de energía es mucho mayor (llega a alcanzar los 200 mW/m²). Este potencial tan alto de producción de energía crea una acumulación de calor en los acuíferos que puede ser explotado industrialmente.

Para poder extraer energía de los yacimientos geotérmicos, primero es necesario realizar un estudio de mercado que sea viable ya que el coste de la perforación crece enormemente con la profundidad. Es decir, conforme perforamos a más profundidad el esfuerzo para extraer el calor a la superficie se incrementa.

Entre los tipos de yacimientos geológicos nos encontramos con tres: de agua caliente, secos y géiseres

Yacimientos de agua caliente

Existen dos tipos de yacimientos de agua caliente: los de fuente y los subterráneos. Los primeros se pueden utilizar a modo de baños termales mezclándolos un poco con agua fría para poder bañarse en ellos pero tiene el problema de los bajos caudales que tienen.

Por otro lado, tenemos los acuíferos subterráneos que son yacimientos de aguas que están a temperaturas muy altas y a poca profundidad. Este tipo de agua se puede aprovechar para poder extraer su calor interno. Podemos hacer circular el agua caliente a través de bombas para poder aprovechar su calor.

Aguas termales- Yacimiento agua caliente

¿Cómo se realiza la explotación de los yacimientos de agua caliente? Para poder aprovechar la energía del agua termal, la explotación se debe de hacer con un número par de pozos, de tal forma que por cada dos pozos se va obteniendo agua termal y se devuelve por inyección al acuífero tras haberse enfriado. Este tipo de explotación se caracteriza por una duración casi infinita en el tiempo ya que las probabilidades de agotar ese yacimiento térmico con casi nulas, puesto que el agua se vuelve a inyectar al acuífero. El agua mantiene un flujo constante y la cantidad de agua no cambia, por lo que tampoco agotamos el agua existente en el acuífero, sino que utilizamos su poder calorífico para la calefacción y demás. También tiene una gran ventaja en la que vemos que no existe ningún tipo de contaminación ya que el circuito cerrado del agua no permite ninguna fuga.

Dependiendo de la temperatura a la que nos encontramos el agua del yacimiento, la energía geotérmica extraída tendrá distintas funciones:

Agua termal a altas temperaturas

Nos encontramos con aguas con temperaturas de hasta 400°C y se produce vapor en la superficie. Mediante una turbina y un alternador se puede generar energía eléctrica y mediantes las redes se distribuye para las ciudades.

Agua termal a temperaturas medias

Esta agua termal nos la encontramos en acuíferos con menor temperatura, que, como mucho alcanzan los 150°C. Es por ello que la conversión de vapor de agua a electricidad se hace con un rendimiento menor y se debe de explotar mediante un fluido volátil.

Agua termal a bajas temperaturas

Estos yacimientos poseen agua a unos 70°C por lo que su calor proviene únicamente del gradiente geotérmico.

Agua termal a muy baja temperatura

Nos encontramos con aguas cuyas temperaturas máximas llegan a los 50°C. La energía geotérmica que se puede conseguir a través de este tipo de agua nos ayuda a cubrir algunas necesidades domésticas como puede ser la calefacción del hogar.

Energía geotérmica

Yacimientos secos

Los yacimientos secos se tratan de zonas donde la roca es seca y está muy caliente. En este tipo de yacimientos no existen fluidos que porten la energía geotérmica ni ningún tipo de material permeable. Son los especialistas los que introducen este tipo de factores para poder transmitir el calor. Estos yacimientos tienen un menor rendimiento y un mayor coste de producción.

¿Cómo extraemos la energía geotérmica de estos yacimientos? Para poder tener un rendimiento adecuado y obtener beneficio económico se necesita una zona bajo la tierra que no esté a demasiada profundidad (pues los costes de explotación se incrementan notablemente conforme aumenta la profundidad) y que tenga materiales o piedras secas pero a muy altas temperaturas. Se procede a perforar la tierra hasta llegar a dichos materiales y se inyecta agua en la perforación. Al inyectar esa agua se realiza otra perforación por la que sacamos el agua ya caliente para aprovechar su energía.

El inconveniente de este tipo de yacimientos es que la tecnología y los materiales para llevar a cabo esta práctica aún son inviables económicamente, por lo que se está trabajando en su desarrollo y mejora.

Yacimientos de géiseres

Los géiseres son fuentes termales que de forma natural arrojan columnas de vapor y agua caliente. Hay muy pocos en el planeta. Debido a su sensibilidad, los géiseres se encuentran en entornos en los que su respecto y cuidado debe de ser alto para no hacer que su funcionamiento se deteriore.

Géiser. Energía geotérmica

Para poder extraer el calor de los yacimientos de géiseres se debe de aprovechar directamente su calor por medio de turbinas para poder obtener energía mecánica. El problema de este tipo de extracciones, es que la reinyección del agua ya a baja temperatura hace enfriar los magmas y hacen que se agoten. También se ha analizado que la inyección de agua fría y el enfriamiento de los magmas producen pequeños pero frecuentes terremotos.

Usos de la energía geotérmica

Hemos visto los tipos de yacimiento para la extracción de la energía geotérmica, pero no hemos analizado aún los usos que se les puede dar. Hoy en día se puede aprovechar la energía geotérmica en muchos aspectos de nuestra vida cotidiana. Se puede utilizar para poder calentar y crear las condiciones adecuadas en los invernaderos y suministrar calefacción a las casas y centros comerciales.

También se puede utilizar para la refrigeración y la producción de agua caliente sanitaria. En general la energía geotérmica se utiliza para los balnearios, calefacciones y agua caliente, generación de energía eléctrica, para la extracción de minerales y en la agricultura y acuicultura.

Ventajas de la energía geotérmica

  • Lo primero que tenemos que destacar en cuanto a las ventajas de la energía geotérmica es que es un tipo de energía renovable por lo que es considerada como energía limpia. Su explotación y uso de energía no genera emisiones de gases de efecto invernadero y por lo tanto, no produce daños en la capa de ozono ni contribuye a aumentar los efectos del cambio climático.
  • Tampoco produce residuos.
  • Los costes de producción de energía eléctrica a partir de este tipo de energía son muy baratos. Son más económicos que en las plantas de carbón o centrales nucleares.
  • Se cree que la cantidad de energía geotérmica que se puede generar en el mundo es más alta que todo el petróleo, gas natural, uranio y carbón juntos.

Extracción de energía geotérmica

Desventajas de la energía geotérmica

Por último, como no todo es bonito, tenemos que analizar las desventajas que tiene el uso de energía geotérmica.

  • Uno de los grandes inconvenientes es que aún posee poco desarrollo tecnológico. De hecho hoy día, casi ni se menciona cuando se enumeran las energías renovables.
  • Existen riesgos durante su explotación de posibles fugas de ácido sulfhídrico y arsénico, que son sustancias contaminantes.
  • La limitación territorial hace que las plantas de energía geotérmica se deban de instalar únicamente en las zonas donde el calor del subsuelo sea muy alto. Además la energía producida se debe de consumir en el territorio donde se extrae, no se puede transportar a sitios muy alejados pues se perdería eficiencia.
  • Las instalaciones de las centrales geotérmicas provocan grandes impactos paisajísticos.
  • La energía geotérmica no es una energía en sí inagotable puesto que el calor de la Tierra se va agotando.
  • En algunas zonas donde se extrae esta energía ocurren pequeños seísmos frutos de la inyección del agua.

Como podéis ver, la energía geotérmica, a pesar de no ser tan conocida, tiene muchas funciones y un sinfín de características a tener en cuenta de cara al futuro de la energía.

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