¿Qué es la energía geotérmica?
Contenido
En la actualidad, la mayoría de las personas dan prioridad a la comodidad y la eficiencia en sus hogares. La forma en que las personas calientan y enfrían sus hogares determina la realización eficiente de esas prioridades. Una casa de 5600 pies cuadrados, por ejemplo, puede hacer explotar sus facturas de energía si los sistemas de refrigeración y calefacción no son eficientes. El uso de electricidad convencional para calefacción y refrigeración contribuye en gran medida al aumento de las facturas de energía. La electricidad convencional se genera utilizando combustibles fósiles como el carbón y el petróleo. Con estas fuentes de combustibles fósiles peligrosamente bajas, una fuente que los humanos apenas han explotado, llamada energía geotérmica, podría ofrecer posibilidades atractivas para salvar esa brecha y ahorrarle costos masivos de energía. Los sistemas geotérmicos aprovechan el calor natural de la tierra para calentar y enfriar su hogar.
La energía geotérmica es la energía que se obtiene del calor que se encuentra en las profundidades de la superficie de la tierra. El calor interno de la tierra se forma como resultado de la descomposición radioactiva de los minerales y la pérdida de calor constante de la formación original de la tierra. Es una forma de energía limpia y renovable porque es infinita y no contribuye a ninguna emisión de gases de efecto invernadero.
La energía dentro de la tierra nunca se agotará y permanecerá como fuente de calor durante millones y millones de años, y podemos aprovechar esa energía que va a ser más barata y puede ayudarnos a reducir nuestra dependencia de los combustibles fósiles y el calentamiento global y los problemas de salud pública que resultan de su uso.
¿Cómo funciona la energía geotérmica?
El núcleo que se encuentra debajo de la corteza terrestre alberga mucho calor. Cuanto más profundo vayas debajo de la superficie de la tierra, más caliente se vuelve. El núcleo, que se encuentra aproximadamente a 6.437 kilómetros o 4.000 millas por debajo de la superficie de la tierra, puede alcanzar temperaturas de aproximadamente 4200 grados centígrados o 7.600 grados Fahrenheit. Una porción de ese calor emanó del proceso de formación de la tierra hace aproximadamente 4 mil millones de años.
El calor restante proviene de la descomposición continua de materiales radioactivos debajo de la tierra. El calor que se encuentra dentro del núcleo de la tierra es tan extremo que derrite las rocas que se encuentran cerca. La roca derretida se llama magma. Como el magma es menos denso que las rocas que lo envuelven, es forzado a subir por la superficie de la tierra. En algunos casos, la presión dentro del núcleo fuerza la salida del magma a través de las rejillas de ventilación, lo que hace erupción a la superficie, un fenómeno conocido como erupción volcánica. Sin embargo, en la mayoría de los casos, el magma no sale de la corteza terrestre. En lugar de eso, calienta las rocas cercanas, más el agua atrapada dentro de estas rocas.
En algunos casos, el calentamiento del agua hace que la presión se acumule en el interior y obliga al agua a escapar a través de respiraderos en la tierra que culminan en pozas de agua caliente comúnmente conocidas como fuentes termales o rupturas de vapor y agua caliente, comúnmente conocidas como Geysers. El agua calentada que permanece bajo la superficie de la tierra forma piscinas conocidas como reservorios geotérmicos.
Para obtener ese calor, el agua se bombea a través de un “pozo de inyección”. Luego se filtra a través de las grietas de las rocas donde se encuentran a alta temperatura. El agua vuelve a través del “pozo de recuperación” bajo presión en forma de vapor. Ese vapor es capturado y se utiliza para accionar los generadores eléctricos.
Para producir energía geotérmica, se debe aprovechar el agua caliente del depósito geotérmico. Hay tres técnicas utilizadas para aprovechar esta agua caliente:
-
Energía geotérmica directa
Esta técnica se utiliza en lugares donde los reservorios geotérmicos y las fuentes termales se encuentran cerca de la superficie de la tierra. Los respiraderos se perforan desde el suelo hasta el depósito geotérmico y el agua caliente se bombea directamente a las casas y edificios para fines de calefacción. El agua caliente se bombea a través de un intercambiador de calor que transmite el calor del agua caliente al sistema de calefacción de la vivienda. El agua usada se deja entonces fluir de nuevo al depósito geotérmico para ser recalentada, y el ciclo continúa.
-
Bomba de calor geotérmica
Una bomba de calor geotérmica a veces se llama bomba de calor geotérmica. Es un sistema central de refrigeración y calefacción, que transporta el calor hacia y desde el suelo. Aprovecha la tierra como fuente de calor durante los meses de invierno y como disipador de calor durante los meses de verano.
Idealmente, la bomba de calor geotérmica funciona de manera muy similar a la bomba de calor tradicional. Utiliza refrigerante de alta presión para aprovechar y transferir el calor dentro y fuera de la casa. La única diferencia es que una bomba de calor tradicional capta el calor y lo libera a la atmósfera. Una bomba de calor geotérmica transporta el calor dentro y fuera del edificio a través de largos bucles de tuberías llenas de líquido enterrado bajo tierra. Un compresor eléctrico y un intercambiador de calor instalados en el edificio aspiran el calor de las tuberías y lo distribuyen por todo el edificio a través de un sistema de conductos. La bomba de calor geotérmica funciona exactamente lo contrario durante el verano. Los tubos aspiran el calor del edificio y lo transfieren al suelo para su absorción.
-
Planta de energía geotérmica
Las plantas de energía geotérmica generalmente aprovechan el calor debajo de la corteza terrestre y lo utilizan para generar electricidad. Hay tres tipos de plantas de energía geotérmica:
-
Vapor seco
Aquí, el vapor caliente se aprovecha directamente de los depósitos geotérmicos y se transmite a la planta de energía geotérmica donde hace girar una turbina. La turbina entonces activa un generador para producir electricidad.
Reproducción en curso Reproducción en curso
-
Vapor flash
Aquí, el agua a una temperatura de 148 a 371 grados centígrados es aspirada del depósito geotérmico a través de tuberías perforadas. Parte del agua se convierte en vapor y se dirige a las turbinas de giro que activan un generador para producir electricidad. Luego se deja que el vapor se enfríe y eventualmente se convierte en agua. El agua es dirigida de vuelta al depósito geotérmico para calentarse y continuar el ciclo.
-
Ciclo binario
Las plantas de ciclo binario utilizan agua moderadamente caliente. El agua se transfiere a través de un intercambiador de calor. En el intercambiador, el calor del agua se transporta a un líquido, como el isobuteno, que hierve a una temperatura comparativamente más baja que el agua. Cuando el líquido se somete al calor, se convierte en vapor. El vapor es dirigido para hacer girar una turbina, que asusta a un generador para producir electricidad.
Cuánta energía geotérmica puede ser útil depende de varios factores, por ejemplo: la ubicación, el grado de calentamiento del agua, las rocas dentro de la tierra y la cantidad de agua bombeada en la zona. Si las rocas no están lo suficientemente calientes o se enfrían de forma natural, esto representa un problema para las centrales geotérmicas.
Ejemplos de energía geotérmica
Géiseres
Un Géiser es un manantial termal donde el agua hierve esporádicamente, enviando una larga columna de vapor y agua a la atmósfera. Es un espectáculo increíble. Sin embargo, algunos géiseres provocan erupciones que hacen estallar miles, si no cientos, de litros de agua caliente a cientos de metros de profundidad en la atmósfera. El géiser más famoso del mundo es el Old Faithful, situado en el Parque Nacional de Yellowstone, en los Estados Unidos. Se sabe que erupciona cada 60 a 90 minutos. Para que un Géiser ocurra, las siguientes condiciones deben estar presentes:
- Quemar rocas debajo de la superficie de la tierra
- Fuente de agua subterránea
- Un depósito de agua subterránea
- Ventilaciones que permiten que el agua sea transportada a la superficie
Los géiseres son un fenómeno extremadamente raro. Estados Unidos, Rusia, Chile, Nueva Zelanda e Islandia son países que albergan géiseres activos.
Termas
Las aguas termales son manantiales que surgen debido a la aparición de aguas subterráneas calentadas geotérmicamente que salen de la corteza terrestre. Las aguas termales geotérmicas se encuentran en diferentes lugares de la corteza terrestre. Algunas fuentes termales contienen agua a una temperatura perfecta para bañarse. Otras son tan calientes que cualquiera que intente bañarse en ellas puede sufrir quemaduras graves o morir.
Fumaroles
Una fumarola es un conducto de ventilación por el cual el vapor y los gases escapan a la atmósfera. El respiradero puede ser utilizado para aprovechar la energía geotérmica. Los fumarolas pueden formarse a lo largo de pequeñas grietas o largas fisuras, en campos caóticos o racimos. También pueden formarse en superficies de flujo de lava y depósitos enormes de flujos piroclásticos. Pueden ocurrir durante décadas o incluso siglos si se forman encima de una fuente de calor constante como el magma activo. Pueden desaparecer en semanas o meses si se forman sobre un depósito volcánico fresco que se enfría rápidamente. Su temperatura oscila entre 70 y 100 grados centígrados.
La única preocupación de la energía geotérmica es que libera sulfuro de hidrógeno. El sulfuro de hidrógeno es un tipo de gas que huele mucho a huevo podrido. De lo contrario, las ventajas de la energía geotérmica son simplemente abrumadoras. Es limpio, verde, renovable, relativamente barato y reduce el uso de combustibles fósiles, que contribuyen a la contaminación masiva y al calentamiento global.
