¿Qué es la geotermia?

En sus términos más simples, geotermia significa calor de la tierra.

instalación geotérmica

A gran escala, la intensidad de esta energía térmica aumenta con la profundidad, es decir, la temperatura de la Tierra aumenta a medida que viajamos más cerca de su centro.

Un promedio global del gradiente geotérmico de la Tierra (aumento de la temperatura con la profundidad) es de aproximadamente 30 C / km.

Por ejemplo, si nos limitamos a eliminar los 3 km de la superficie externa de la Tierra, sería una esfera de 5000 C en el centro, y casi lo suficientemente caliente como para hervir el agua en su superficie.

La Tierra contiene una cantidad increíblemente enorme de energía térmica.

¿De dónde viene la energía geotérmica?

La energía geotérmica tiene dos fuentes principales, el calor primordial, y el decaimiento radiactivo.

El calor primordial es lo que ha resultado de la creación de la Tierra hace 4,5 millones de años, cuando la energía y la masa de materia cósmica chocante hizo de la Tierra un pedazo grande, caliente, de desechos espaciales.

Como el exterior de la Tierra se enfrió, actuó entonces como un aislante para el calor en el centro, por lo que la Tierra todavía está fresca y acogedora en el exterior, y es roca y metal caliente en su interior.

Algunos de los elementos que formaban parte de la composición original de la Tierra eran radiactivos.

Como los elementos radiactivos siguen desintegrándose debajo de nosotros (muy lentamente), generan energía térmica adicional y calientan el interior de la Tierra.

Por supuesto, parte del calor todavía se filtra a través del “aislamiento”, la evidencia de esto son las características volcánicas de sitios como Hawái, Nueva Zelanda, Japón e Italia.

¿Cómo podemos usar la energía geotérmica?

La mayor parte de la producción de energía en el mundo implica el uso de agua caliente.

Fuentes como la energía nuclear, el carbón y el gas natural aprovechan los diferentes procesos (es decir, la descomposición radiactiva, la combustión) para calentar agua hasta convertirla en vapor, el cual corre a través de una turbina para generar electricidad.

La energía geotérmica aprovecha el calor que escapa del núcleo de la Tierra como un medio para calentar agua y producir electricidad.

Al perforar profundamente en el interior de la Tierra, nos encontramos con temperaturas suficientemente altas como para producir electricidad.

A veces, cuando perforamos profundo, hay agua caliente donde las rocas son porosas (tienen espacio para los líquidos).

En este caso, se puede extraer el agua de las profundidades y, por medio de equipos especializados, usarla para producir electricidad (explicado más adelante).

Si no hay agua, pero las rocas son muy calientes al perforar, es posible inyectarla para crear un sistema geotérmico mejorado (EGS) y agua caliente donde no existía antes.

Mediante el uso de la energía térmica de la Tierra para calentar el agua, en lugar de procesos con subproductos nocivos, como el carbón y la energía nuclear, con la energía geotérmica se puede producir electricidad limpia, fiable, siempre y cuando el calor continúe filtrándose desde el interior de la Tierra (como lo ha hecho por 4,5 millones de años).

Además, es energía sostenible, porque una vez que hemos extraído la energía térmica del agua o vapor, puede ser continuamente re-inyectada bajo tierra para obtener más calor geotérmico.

Aparte de para producir energía, también usamos el agua geotérmica para calentar piscinas (es decir, aguas termales), calefacción de distrito, agricultura y lavanderías, por nombrar algunos usos. A esto se llama uso directo de las geotérmicas porque el calor es usado directamente del agua para cumplir una función.

¿Cómo se produce electricidad a partir del calor geotérmico?

Hay 2 procesos de uso común para crear electricidad de fuentes geotérmicas.

El primero, flasheo geotérmico, está generalmente asociado con fuentes geotérmicas de mayor temperatura (>180°C).

Debido a que la presión del medio ambiente bajo la superficie es mucho mayor que en la superficie de la Tierra, el agua puede existir en forma líquida a temperaturas muy altas.

El agua a altas temperaturas y presiones es llevada a la superficie, donde entra en una cámara a baja presión y “flashea” a vapor.

La presión generada por el vapor se canaliza a través de una turbina, que gira para generar energía eléctrica.

Una vez que el vapor ha salido de la turbina, es liberado a la atmósfera como vapor de agua, o se enfría hasta agua líquida y se inyecta de nuevo bajo tierra.

El segundo método más común, geotérmica binaria, está asociado a las fuentes geotérmicas a bajas temperaturas.

Opera con el mismo principio que cuando un líquido es calentado para producir vapor, la presión resultante puede operar una turbina.

Sin embargo, como las temperaturas son muy bajas para que el agua flashee, en un sistema binario, debemos transferir el calor del agua a un líquido separado con una temperatura de ebullición menor.

El líquido separado se llama “líquido de trabajo”. Cuando el agua caliente geotérmica es traída a la superficie desde el subsuelo profundo, corre a través de un “intercambiador de calor”, que transfiere el calor del agua geotérmica al líquido de trabajo.

Debido a que el fluido de trabajo hierve a una temperatura baja, se evapora fácilmente, con menos calor geotérmico, y la evaporación produce suficiente presión para accionar una turbina.

Lo que hace a un sistema binario único es que funciona como dos circuitos cerrados (de ahí, binario); ni el agua geotérmica, ni el fluido de trabajo están expuestos al ambiente de la superficie.

Todo el agua que se trae a la superficie se vuelve a inyectar, y después de la vaporización, el fluido de trabajo se enfría a su estado líquido, así que puede repetir el proceso. No hay emisiones en el ciclo de energía geotérmica binaria.

¿Por qué no usamos la energía geotérmica ahora?

Muchos países, incluyendo Estados Unidos, México, Japón, Islandia y Filipinas ya están aprovechando sus recursos geotérmicos para generación de electricidad.

Es cierto que en cualquier parte del mundo, a cierta profundidad bajo sus pies hay suficiente calor geotérmico para usar para generación geotérmica.

Sin embargo, para llegar a esa profundidad hay que perforar, y los costos de perforación aumentan de forma exponencial con la profundidad.

En nuestro nivel actual de tecnología de perforación, somos capaces de aprovechar los recursos geotérmicos de mayor calidad, que son aquellos más cercanos a la superficie de la Tierra.

La distribución de los recursos de mayor calidad está generalmente limitada a sitios con altos niveles de actividad tectónica, donde las placas tectónicas de la tierra están interactuando.

Usted puede haber escuchado sobre el “anillo de fuego” que rodea el océano pacífico; una gran cantidad de actividad tectónica ocurre a lo largo de este anillo (que usualmente resulta en volcanismo).

Por ende, hay una cantidad limitada de países que pueden usar energía geotérmica extensivamente debido al nivel actual de tecnología. Sin embargo, la investigación continúa en cuanto a cómo podemos reducir el costo de perforación y mejorar la eficiencia de las centrales eléctricas geotérmicas; ambas permitirán a otras áreas aprovechar este excelente recurso.

A pesar de sus ya probados recursos geotérmicos, algunos países se retrasan con respecto a otros en la producción de energía geotérmica por razones políticas.

En su infancia, la mayoría de los mercados de energía requieren apoyo gubernamental, a través de políticas y financiamiento, para alcanzar una masa crítica y competitividad completa en precios. Por casi 25 años, la ciencia geotérmica no ha sido financiada por el gobierno federal canadiense. Nuestros datos limitados demuestran que el oeste de Canadá tiene un gran potencial geotérmico.

La tecnología ha mejorado considerablemente desde que el gobierno miró por última vez la energía geotérmica.

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Fuente: Quenergia

 

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