La energía geotérmica es un tipo de energía renovable que se obtiene a partir del calor del interior de la Tierra. Esta energía térmica se puede obtener sin la combustión de ningún material. Es una forma de energía limpia sin emisiones de dióxido de carbono.
La temperatura en las capas interiores de la Tierra se mantiene constante durante las diferentes estaciones del año. Las capas internas de la corteza terrestre están más calientes que la superficie en invierno y más frías en verano.
A veces esta energía va ligada a otros fenómenos geológicos como la presencia de géiseres, volcanes o aguas termales. Estos fenómenos facilitan mucho la posibilidad de extraer energía térmica en instalaciones cerca de estas zonas.
Para aprovechar el calor de la tierra se pasa un fluido por la zona caliente. De este modo se puede transportar la energía térmica a la superfície. Posteriormente se puede aprovechar el calor directamente o convertirlo en energía eléctrica.
Proceso y producción de energía geotérmica
El sistema de producción de energía geotérmica se basa en la diferencia de temperaturas entre el subsuelo y la superficie. La energía se canjea en forma de calor a través de dos circuitos cerrados de agua que los conectan.
En una vivienda o un edificio
Una de las ventajas de la energía geotérmica es que se puede utilizar para calentar en invierno y refrigerar en verano con una alta eficiencia energética.
Para obtener calor en invierno, el agua dentro del circuito captador geotérmico recorre el subsuelo hasta calentarse. El captador geotérmico calienta el agua en el circuito emisor radiante con un intercambiador de calor. El circuito emisor es un circuito cerrado que cede el calor en el edificio.
En verano el calor se desplaza en sentido contrario. La eficiencia de la energía geotérmica es mayor cuanto más profundo esté el circuito del subsuelo.
Otra opción para una vivienda es la obtención de agua caliente sanitaria o sistemas de calefacción.
En cualquier caso se utilizan bombas de calor para optimizar el rendimiento térmico.
En una central eléctrica
Una central geotérmica produce electricidad.
El agua caliente se puede utilizar también para generar vapor y accionar una turbina de vapor. De este modo, se transforma la energía geotérmica en energía mecánica (energía cinética).
La energía mecánica se puede utilizar para mover máquinas, o para transformarla en energía eléctrica: electricidad.
Tipos de fuentes geotérmicas
Estas fuentes de energía renovable se obtienen a través de la extracción del calor interno de la Tierra a través de pozos geotérmicos. Se encuentran varias zonas con aguas termales.
Estas aguas termales pueden ser las que se utilizan en balnearios o de otros centros. Estas aguas están calentadas por la temperatura del interior de la Tierra.
El agua caliente con una elevada energía interna, puede fluir de manera natural por los impulsos de los flujos de agua y vapor o por bombeo. Hay que seleccionar el método a utilizar en función del método que sea más rentable económicamente.
No hay un solo método a la hora de aprovechar este tipo de energía. Ha habido proyectos que en algunos países se han tenido que desestimar por su inviabilidad económica.
El magma (rocas fundidas) es una gran fuente de energía geotérmica, ya que las rocas sólo se encuentran en estado líquido a temperaturas extremadamente altas. A pesar de ello, con la tecnología que está disponible es económicamente inviable.
Las explotaciones para extraer agua caliente, suelen disponer de un número par de pozos geotérmicos. Por uno se extrae el agua caliente y por el otro se vuelve a inyectar agua en el acuífero, cuando ya está enfriada.
Tipos de yacimientos geotérmicos
Los diferentes tipos de yacimientos de la energía geotérmica se clasifican según la temperatura de su fuente termodinámica. De este modo tenemos energía geotérmica de alta temperatura, de media temperatura y energía geotérmica de baja y de muy baja temperatura.
Energía geotérmica de alta temperatura
Este tipo de energía limpia se encuentra en zonas donde la capa de la corteza terrestre aún es activa. Aquí, la temperatura oscila entre los 150 ° C y los 400 grados Celsius. En estos casos el vapor sale a la superficie mediante una turbina de vapor que genera electricidad.
Las perforaciones que hay que hacer para extraer el agua caliente son casi iguales a las que se hacen para extraer petróleo de los pozos.
Energía geotérmica de media temperatura
En las instalaciones de energía geotérmica de media temperatura las temperaturas oscilan entre los 70 ° C y los 150 grados Celsius. El rendimiento energético de conversión vapor-electricidad es bastante menor, en este caso hay que añadir un componente volátil.
Este tipo de energía geotérmica se puede transformar en centrales eléctricas pequeñas. Sin embargo, es en la distribución a través de la red urbana donde el su uso es máximo. Se utiliza para sistemas de calefacción y refrigeración, con máquinas de absorción.
Para la producción de electricidad, es necesario que el fluido esté entre 120 ° C y 180 ° C.
Energía geotérmica de baja temperatura
Se aprovecha en amplias zonas, en zonas más amplias que la que trabaja a temperaturas altas o medias. Se puede encontrar en las cuencas sedimentarias, el fluido de estas cuencas se encuentra a una temperatura entre 50 ° C y 70 ° C.
Energía geotérmica de muy baja temperatura
Se utiliza para dar servicio a las necesidades domésticas, urbanas y agrícolas. Los fluidos que se pueden encontrar están a unas temperaturas entre 20° C y 50°C.
Tanto la energía geotérmica a baja temperatura y a muy baja temperatura son muy útiles para los sistemas de calefacción urbanos. Estos sistemas se realizan a través de circuitos cerrados.
Ejemplos de usos y aplicaciones
Los usos de la energía geotérmica se basan en el uso de la energía calorífica y en la generación de electricidad. A nivel más concreto algunas de las aplicaciones de esta energía renovable son las siguientes:
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Aire acondicionado en verano. En una vivienda con calefacción por suelo se puede hacer circular el fluido de la calefacción por el subsuelo.
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Calefacción en invierno.
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Agua caliente sanitaria. Utilizada en el día a día de una casa.
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Electricidad. La electricidad se obtiene en centrales eléctricas. Este tipo de central termoeléctrica permite reducir la dependencia energética de los combustibles fósiles y de la energía nuclear.
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Producción de calor. Este calor se puede aplicar a procesos industriales. Por ejemplo procesos de calefacción, secado, evaporación, destilación, esterilización, deshielo, lavado y extracción de sales.
