Energía Geotérmica: Significado, ventajas y desventajas

¿Qué es la energía geotérmica?

La definición de energía geotérmica es la energía térmica ubicada bajo la superficie de la Tierra. A menudo se encuentra cerca de placas tectónicas, donde los movimientos de las placas permiten que el calor avance desde más abajo en el núcleo de la Tierra, como en los volcanes o las fuentes termales. La energía geotérmica se lleva a la superficie y se utiliza para generar calor y electricidad.

¿Cómo funciona la energía geotérmica?

Parte del calor almacenado debajo de la superficie de la Tierra se genera a partir de la desintegración radiactiva de materiales en el núcleo de la Tierra, y otra parte es un subproducto del proceso de formación del planeta. La primera evidencia que tenemos de que los humanos usaban energía geotérmica data de hace al menos 10.000 años en América del Norte, cuando las aguas termales servían como un importante lugar de reunión para los pueblos indígenas. Se creía que estos manantiales eran curativos y también se usaban para cocinar y escapar del duro clima invernal. Las antiguas Grecia y Roma también utilizaban las aguas termales con fines medicinales, además de utilizarlas para calentar edificios. Hoy en día, las bombas de calor geotérmicas se utilizan para calentar y enfriar edificios directamente mediante el uso de líquido enfriado y calentado debajo de la superficie de la Tierra.

Usos de la energía geotérmica

Los dos usos principales de la energía geotérmica son calentar y generar electricidad. Las fuentes geotérmicas, como las aguas termales y los volcanes, se pueden utilizar directamente para generar calor o la energía se puede utilizar para generar electricidad. Se puede generar calor directo a partir de bombas de calor geotérmicas o, como se hace en Reykjavik, Islandia, se puede bombear agua caliente desde las fuentes termales a los edificios cálidos y luego regresar a la fuente para calentarse nuevamente. Calentar un edificio con energía geotérmica es más rentable que utilizar combustibles fósiles.

Para generar electricidad, el vapor de fuentes geotérmicas debe estar mucho más caliente que el vapor utilizado para calentar edificios: entre 300 y 700 grados Fahrenheit. El vapor proviene de grandes depósitos de agua extremadamente caliente ubicados a varios kilómetros bajo la superficie de la Tierra. Una vez que se extrae del suelo, el vapor se utiliza para hacer girar una turbina, que luego alimenta el generador de electricidad.

¿Es la energía geotérmica renovable?

Dado que constantemente se produce calor en el núcleo de la Tierra a medida que se desintegran varios isótopos radiactivos, la fuente de energía geotérmica es renovable hasta el eventual enfriamiento de todo el planeta en unos 5 mil millones de años. Sin embargo, las plantas geotérmicas individuales pueden enfriarse si el calor se utiliza más rápidamente de lo que se puede reponer.

Plantas de energía geotérmica

Las plantas de energía geotérmica utilizan vapor del agua subterránea calentada para generar electricidad. Los géiseres son fuentes naturales de vapor y agua que se disparan a través de la superficie de la Tierra, pero estas centrales eléctricas son canales artificiales para que el vapor escape y luego se utilice para generar electricidad. Los tres tipos principales de centrales geotérmicas son:

• vapor seco
• vapor instantáneo
• ciclo binario

Planta de vapor seco

Las plantas de vapor seco funcionan accediendo al vapor que ya existe bajo tierra. Se colocan tuberías para dirigir el vapor a la central eléctrica, donde se utiliza para hacer girar turbinas que generan electricidad. Las centrales geotérmicas más antiguas utilizaban vapor seco, ya que es el método más sencillo. Sin embargo, sólo hay dos lugares en los Estados Unidos donde se puede utilizar este método: el Parque Nacional Yellowstone y The Geysers en el norte de California. Dado que las centrales eléctricas están prohibidas en los parques nacionales, The Geysers es el único lugar viable.

Planta de vapor flash

Las plantas de vapor flash tienen que generar vapor antes de poder utilizarlo para alimentar turbinas. Toman agua a alta temperatura de embalses naturales y la bombean a un área de baja presión. Cuando la presión disminuye, parte del agua «destella», lo que significa que rápidamente se convierte en vapor y luego puede usarse para generar electricidad. Este es el tipo más común de central geotérmica, ya que estos reservorios de agua extremadamente caliente son relativamente comunes en zonas volcánicamente activas.

Planta de ciclo binario

Las plantas de ciclo binario se desarrollaron para conservar agua y al mismo tiempo generar el vapor necesario para generar electricidad. Bombean agua bajo tierra para que la Tierra la caliente y luego la bombean de regreso a la superficie, donde calienta un líquido orgánico con un punto de ebullición más bajo que el agua. Este líquido produce el vapor que impulsa las turbinas, mientras que el agua vuelve al subsuelo para ser recalentada y utilizada nuevamente.

Bombas geotérmicas

Las bombas de calor geotérmicas funcionan a una escala mucho menor que las centrales eléctricas y se utilizan para calentar y enfriar en lugar de generar electricidad. El agua u otro líquido se canaliza bajo tierra, donde se calienta en invierno o se enfría en verano. El intercambio de calor entre el líquido y el suelo debajo de la superficie de la Tierra se utiliza luego para calentar o enfriar el edificio en el que está instalado el sistema de bomba.. Las bombas de calor geotérmicas generalmente duran entre 20 y 25 años, entre 5 y 10 años más que los sistemas de calor más convencionales.

Energía geotérmica: pros y contras

La energía geotérmica tiene ventajas y desventajas. Aunque es más barato y más limpio que los combustibles fósiles, aún puede impactar el medio ambiente de diversas maneras. A continuación se ofrece una explicación más detallada de los pros y los contras de la energía geotérmica.

Ventajas de la energía geotérmica

Las ventajas de la energía geotérmica incluyen:

• Su renovabilidad. A diferencia de los combustibles fósiles, la energía térmica se renovará constantemente mientras la Tierra sea habitable.
• El vapor de agua suele ser lo único que emiten las plantas de energía geotérmica, lo cual es una gran noticia para las preocupaciones sobre la sostenibilidad y el carbono.
• La energía geotérmica es más estable que otros recursos renovables. No requiere viento ni luz solar para funcionar y no se ve afectado por los cambios estacionales.
• La energía geotérmica es mucho más barata que los combustibles fósiles, ya que la tierra y otros recursos necesarios para producir electricidad a partir de energía térmica son mucho menores que los necesarios para producir electricidad a partir de carbón, gas natural o incluso otras fuentes de energía renovables.
• Puede utilizarse para aplicaciones pequeñas o grandes y se adapta a una variedad de condiciones y requisitos.

Desventajas de la energía geotérmica

Por otro lado, también existen varias desventajas de la energía geotérmica, entre las que se incluyen:

• La inyección de agua en la Tierra, algo común en muchas plantas de energía geotérmica, puede provocar terremotos localizados debido a la alteración de las capas de roca debajo de la superficie.
• Las centrales eléctricas pueden hacer que el suelo en el que se encuentran se hunda lentamente a medida que se alteran los depósitos que se encuentran debajo. Generalmente se limitan a estar ubicadas cerca de placas tectónicas, lo que dificulta que algunos lugares accedan a los beneficios de la energía geotérmica.
• Aunque los costos operativos son menores que los de los combustibles fósiles, el costo inicial para poner en marcha una planta de energía geotérmica es tan alto que muchos países en desarrollo no pueden costear dichas plantas.
• Las plantas de energía geotérmica tampoco están completamente a salvo de productos químicos tóxicos. El agua que se bombea bajo tierra y se devuelve a la superficie puede adquirir fácilmente pequeñas cantidades de sustancias químicas como mercurio y arsénico, que pueden terminar en suministros de agua cercanos si la planta de energía no se ha separado adecuadamente de todas las demás fuentes de agua.

Ejemplos de energía geotérmica

Hay muchos ejemplos de energía geotérmica en nuestro mundo, tanto naturales como artificiales, que incluyen:

• Géiseres
• Aguas termales
• Flujos de lava
• fumarolas
• Casas con calefacción geotérmica
• Plantas de energía geotérmica

Resumen de la lección

La energía geotérmica es energía térmica generada por la desintegración radiactiva debajo de la superficie de la Tierra, que puede aprovecharse para generar calor y electricidad. Existen varios tipos diferentes de plantas de energía geotérmica.

• Las plantas de vapor seco canalizan el vapor existente hacia la planta para accionar turbinas y producir electricidad.
• Las plantas de vapor flash generan vapor a partir de agua calentada existente y lo utilizan para impulsar turbinas.
• Las plantas de ciclo binario conservan agua utilizando agua calentada para calentar un líquido diferente y producir vapor para las turbinas, y luego devuelven el agua al suelo.
• Las bombas de calor geotérmicas utilizan agua calentada o enfriada bajo tierra para calentar y enfriar edificios.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador