Energía geotérmica: ventajas y desventajas

Energía geotérmica

Desde el espacio, la superficie de la tierra se ve como agrupaciones pacíficas de tierra y agua, pero dentro de la tierra, es turbulenta y caliente. Debajo de la corteza terrestre se encuentran capas de roca fundida llamada magma, y ​​en el núcleo de la tierra, las temperaturas pueden llegar a los 9.000 grados Fahrenheit. En esta lección, aprenderá cómo se puede sacar este calor natural a la superficie y usarlo para calentar edificios y producir electricidad, así como los pros y los contras de esta fuente de energía.

La energía geotérmica se define como el calor del interior de la tierra que se puede utilizar para calentar o generar electricidad. Este es un término fácil de recordar si recuerda que el prefijo ‘geo’ significa ‘tierra’ y la palabra ‘térmica’ significa ‘calor’. Entonces, geotermia significa literalmente ‘calor de la tierra’. Como mencionamos, hay cantidades extremas de calor que se encuentran en el núcleo de la tierra. De hecho, este intenso calor es suficiente para derretir rocas, lo que resulta en magma. El magma que llega a la superficie de la tierra a través de grietas en la corteza terrestre se conoce como lava.

Sin embargo, el magma no siempre llega a la superficie de la tierra. Si permanece atrapado dentro de las capas de la tierra, puede calentar el agua subterránea. Puede formar piscinas naturales de agua caliente, conocidas como ‘manantiales termales’, o chorros de agua caliente y vapor que brotan de la superficie de la tierra, conocidos como ‘géiseres’.

Si el agua calentada dentro de la tierra no llega a la superficie de la tierra, permanece como concentraciones subterráneas de agua caliente y vapor, conocidas como reservorios geotérmicos. Al aprovechar las reservas geotérmicas, podemos calentar de manera eficiente nuestros hogares y negocios e incluso generar electricidad. Echemos un vistazo a cómo se hace esto.

Bombas de calor geotérmicas

Las bombas de calor geotérmicas, también conocidas como bombas de calor de fuente terrestre, son sistemas que utilizan la temperatura estable de la tierra para calentar y enfriar edificios. Unos pocos pies por debajo de la superficie de la tierra, la temperatura se mantiene en unos 50 grados Fahrenheit durante todo el año. Las bombas de calor geotérmicas dependen de esta temperatura relativamente constante para calentar y enfriar edificios.

El agua y otros fluidos circulan a través de un circuito de tuberías enterradas. En el invierno, el calor del suelo se introduce en el edificio y se distribuye a través de un sistema de conductos. En verano, el proceso se invierte. El calor del edificio es recogido por los fluidos que circulan dentro de las tuberías y transferido a la tierra, lo que ayuda a enfriar el edificio.

Plantas de energía geotérmica

Las bombas de calor geotérmicas muestran cómo la energía geotérmica se puede utilizar para calefacción, pero también se puede utilizar para generar electricidad. Las plantas de energía geotérmica son instalaciones que convierten el calor natural de la tierra en electricidad. Estas plantas perforan pozos en depósitos geotérmicos para llevar agua caliente y vapor de las profundidades de la tierra a la superficie. Todas las plantas de energía geotérmica utilizan vapor para hacer girar turbinas conectadas a generadores de electricidad. Sin embargo, hay tres tipos diferentes de plantas de energía geotérmica. El seleccionado para un área dependerá de la temperatura y presión del reservorio geotérmico disponible.

Una planta de vapor seco utiliza directamente vapor para hacer girar una turbina. Estos sistemas utilizan muy poca agua, de ahí el nombre de “seco”. Este es el más antiguo y el menos complejo de los tres diseños, pero debido a que es un sistema abierto, puede liberar sustancias peligrosas, como el sulfuro de hidrógeno, a la atmósfera.

Una planta de vapor flash mueve agua geotérmica de alta presión a tanques de baja presión para producir un flash de vapor para hacer girar una turbina. Después de que se usa el vapor, se enfría y se condensa nuevamente en agua y se inyecta nuevamente al depósito.

Una planta de ciclo binario utiliza agua geotérmica para calentar un fluido secundario que hace girar una turbina. Puede recordar este término si recuerda que “binario” se refiere a “dos componentes”. Una planta de ciclo binario se basa en el ciclo de dos fluidos: el agua caliente y un fluido secundario.

La ventaja de una planta de ciclo binario es que se puede utilizar agua geotérmica a temperatura más baja para generar electricidad. Con este sistema, se pasa agua moderadamente caliente a través de un intercambiador de calor, donde calienta un líquido secundario que tiene un punto de ebullición más bajo que el agua. Este fluido luego se convierte en vapor para hacer girar la turbina.

Ventajas de la energía geotérmica

Son muchas las ventajas de la energía geotérmica. La energía geotérmica es una energía renovable porque una vez que se usa agua o vapor, se puede bombear nuevamente al suelo. También es energía limpia. Las plantas de energía geotérmica, a diferencia de las plantas que queman combustibles fósiles, no producen gases de efecto invernadero que pueden ser dañinos para la atmósfera. La energía geotérmica es fácil para el medio ambiente local porque las plantas de energía no requieren la limpieza de grandes áreas de tierra, represas de ríos o minería como otras fuentes de energía.

Su uso es económico. Una vez que se instala un sistema geotérmico, la fuente de energía es de uso gratuito y debido a que las plantas usan muy pocas partes móviles, generalmente hay bajos costos de mantenimiento involucrados. También reduce la dependencia de un país del petróleo importado, que puede ser impredecible.

Desventajas de la energía geotérmica

Aunque existen muchas ventajas, también existen algunas desventajas de la energía geotérmica. Existe una barrera de costo inicial que viene con la investigación de áreas apropiadas, la construcción de la planta de energía y la perforación de la tierra. Además, debido a que esta fuente de energía aún no está muy extendida, hay una falta de equipo y personal calificado que se suma a los costos iniciales. La energía geotérmica requiere una ubicación adecuada. La ubicación de una planta de energía geotérmica debe estar en un área con suficiente actividad geotérmica a una profundidad que sea lo suficientemente poco profunda para facilitar la perforación.

Los depósitos pueden quedarse sin vapor. Si bien no siempre se conoce la causa, esto puede ocurrir si las temperaturas bajan o se vuelve a inyectar demasiada agua fría en el depósito. Aunque la generación de energía geotérmica no produce contaminantes, existe el peligro potencial de que se liberen sustancias peligrosas. Durante el proceso de perforación, pueden escapar gases y minerales que pueden ser peligrosos para el medio ambiente. Además, la energía geotérmica no se transporta fácilmente y, por lo tanto, solo es adecuada para la generación local de energía y calor.

Resumen de la lección

Revisemos. La energía geotérmica es el calor del interior de la tierra que se puede utilizar para calentar o generar electricidad. Podemos aprovechar los reservorios geotérmicos, que son concentraciones subterráneas de agua caliente y vapor para su uso en calefacción y generación de electricidad.

La calefacción se puede lograr con el uso de bombas de calor geotérmicas, que son sistemas que utilizan la temperatura estable de la tierra para calentar y enfriar edificios. La generación de electricidad se puede lograr a través de plantas de energía geotérmica, que son instalaciones que convierten el calor natural de la tierra en electricidad. Hay tres tipos diferentes de plantas de energía geotérmica. Una planta de vapor seco utiliza directamente vapor para hacer girar una turbina.

Una planta de vapor flash mueve agua geotérmica de alta presión a tanques de baja presión para producir un flash de vapor para hacer girar una turbina, y una planta de ciclo binario usa agua geotérmica para calentar un fluido secundario que hace girar una turbina.

Son muchas las ventajas de la energía geotérmica. La energía geotérmica es energía renovable. También es energía limpia porque no genera gases de efecto invernadero. La energía geotérmica es respetuosa con el medio ambiente local y, debido a que utiliza el calor libre de la tierra, su uso es económico. También se puede utilizar a nivel nacional, lo que reduce la dependencia de un país del petróleo importado.

Las desventajas de la energía geotérmica incluyen la barrera de costos inicial asociada con la construcción de una planta y el hecho de que la energía geotérmica requiere una ubicación adecuada con actividad geotérmica adecuada. Los depósitos pueden quedarse sin vapor inesperadamente y existe el peligro potencial de que se liberen sustancias peligrosas durante la perforación. Por último, la energía geotérmica no se transporta fácilmente.

Los resultados del aprendizaje

Al final de esta lección, podrá:

• Definir energía geotérmica.
• Describir las ventajas y desventajas de utilizar energía geotérmica.
• Explica qué son las bombas de calor geotérmicas y las plantas de energía geotérmica.
• Enumere y describa los tres tipos de plantas de energía geotérmica.