La geotermia es el calor natural de la Tierra. Se deriva de la desintegración de los elementos radiactivos en la corteza terrestre y se transfiere al subsuelo por conducción y convección.
¿Qué es la Geotermia?
La geotermia es una fuente de energía limpia que usualmente se emplea para la producción de energía, calefacción y/o refrigeración urbana. La energía geotérmica es un tipo de energía sostenible y renovable tomada del núcleo de la Tierra. Esta se deriva del calor producido a lo largo de la formación inicial del planeta y la desintegración radiactiva de los materiales. Esta energía térmica se acumula en fluidos y rocas en el centro de la tierra. Desde distancia poco profundas hasta varias millas por debajo de la superficie de la Tierra. Quitar la energía térmica del suelo es un proceso desafiante y los pozos geotérmicos deben resistir situaciones extremas.
¿Qué es la Energía Geotérmica?
La energía geotérmica es el calor derivado del interior de la sub-superficie de la tierra. El agua y/o el vapor trasladan la energía geotérmica a la superficie de la Tierra. Teniendo en cuenta sus características, la energía geotérmica se puede utilizar para fines de calefacción y refrigeración o aprovecharse para producir electricidad limpia. No obstante, para la electricidad, se precisan recursos de generación de temperatura media o alta, que normalmente se hallan cerca de regiones tectónicamente activas.
¿Cómo se produce la Energía Geotérmica?
Se perforan pozos de hasta una milla de profundidad o más en reservorios subterráneos para aprovechar los recursos geotérmicos. Estos recursos se pueden explotar a partir de la permeabilidad natural al calor, la roca y el agua o a través de sistemas geotérmicos mejorados, que mejoran o crean recursos geotérmicos a través de un proceso llamado estimulación hidráulica. Estos recursos geotérmicos, ya sean naturales o mejorados, impulsan turbinas vinculadas a generadores de electricidad.
Hay tres tipos de plantas de energía geotérmica; vapor seco, flash y binario.
¿Cómo funciona la Energía Geotérmica?
La energía geotérmica resulta de múltiples formas según el yacimiento y los requerimientos del usuario o industria. En los yacimientos de vapor en la corteza terrestre de alta temperatura se emplean turbinas para producir electricidad. Cuando no se encuentra este tipo de abertura, se utilizan tuberías contenidas de líquido anticongelante que absorbe el calor de la tierra conduciéndolo así a los hogares.
En los yacimientos de alta temperatura se precisan turbinas a fin de convertir la energía geotérmica en electricidad, en tanto que en los de baja temperatura se emplea una bomba de calor geotérmica para incrementar el calor que se toma del subsuelo, no teniendo que transformar la energía.
Usos de la Energía Geotérmica
En función de la temperatura de la energía y del tipo de yacimiento geotérmico se emplean diversos procesos para su extracción y conversión:
Generación de electricidad
Cuando se habla de yacimientos de alta o media entalpía o temperatura, se usan dos formas de sistemas de generación de electricidad, siendo las turbinas de vapor o plantas de ciclo binario.
En la actualidad hay 3 tipos de plantas geotérmicas generadoras de electricidad:
El vapor seco
Es la forma más antigua de tecnología geotérmica donde se aprovecha los emplazamientos en los que existen fracturas en el suelo por las que asciende para sacar el vapor seco y se utiliza para impulsar directamente una turbina.
Las plantas flash
Son similares a las de vapor seco, pero en este caso necesita de una máquina separadora, ya que el vapor viene mezclado con agua, la cual debe ser excluida. Pues se utiliza agua caliente a alta presión en agua fría y a baja presión.
Las plantas binarias
Estas trasladan agua caliente por medio de un líquido secundario con un punto de ebullición menor, que se convierte en vapor para impulsar la turbina.
Usos térmicos
La energía geotérmica puede ser usada en grandes instalaciones donde se necesita gran aporte energético. Podemos dividir este tipos de instalaciones en 3 categorías:
Instalaciones industriales: Necesita del uso de la energía geotérmica para calefacción, esterilización, métodos de secado, extracción de sales, procesos textiles, extracción de productos químicos y muchas otras actividades.
Acuicultura: se emplea la energía geotérmica de menor entalpía a fin de sostener una temperatura entre 20-30ºC en piscifactorías. Esta temperatura se precisa para la formación de distintas variedades de especies acuáticas.
Invernaderos: se emplea la energía geotérmica de baja temperatura para prevenir que no se congele el hielo en invierno y así extender el periodo productivo.
Geotermia horizontal
El método de captación de geotermia horizontal se basa en el enterramiento de las tuberías de polietileno, a través del cual circula el anticongelante, a una distancia en profundidad de 1 a 2 metros a lo extenso de un terreno. A esta profundidad, el alto porcentaje de calor que comprende tierra se debe a la conservación que esta genera de la energía que proviene del sol.
El principal atractivo de la geotermia horizontal es su costo, ya que su precio de instalación es mas bajo que el del sistema de captación vertical
Geotermia Vertical
La geotermia vertical se basa en principios muy similares que los de la geotermia horizontal, su diferencia para su aplicación principalmente se debe a si se cuenta o no con el suficiente espacio para emplear el sistema de captación horizontal, caso contrario se recomienda utilizar el sistema vertical, donde la tuberías en este caso, en forma de “U” se insertan de forma perpendicular al terreno. La geotermia vertical es más costosa que la horizontal pues se necesita de maquinaria especializada para la realización de los pozos a una mayor profundidad.
Geotermia de captación abierta
El sistema de captación abierta a diferencia de los otros sistemas ya mencionados, disponen de un circuito cerrado, la geotermia abierta toma el agua caliente de los acuíferos subterráneos por medio de un pozo y, una vez empleada, la retorna al acuífero mediante otro pozo. En realidad su aplicación es muy parecido al sistema vertical, pero en vez de emplear una tubería en forma de “U” se utilizan dos tuberías, una de extracción y otra de inyección.
Este sistema de captación abierta es el más eficiente, pero precisa de disponer de un acuífero que cumpla con algunas condiciones hidrológicas aceptables para que no se origine ninguna clase de reacción química con el metal. Así mismo, se requiere contar con permisos administrativos por parte del organismo público correspondiente.
