Energía geotérmica

Energía geotérmica

Energía geotérmica

La energía geotérmica es un tipo de energía renovable a escala humana que se obtiene a partir del calor del interior de la Tierra. Ecuestre energía térmica se puede obtener sin la combustión de ningún material, es por tanto, 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. Generalmente las capas interiores están más calientes que la superficie en invierno y más frías en verano. Esto se debe a que las capas superficiales se calientan y se enfrían con mayor facilidad según las leyes de la termodinámica.

A veces esta energía geotérmica 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 la energía geotérmica se pasa un fluido por la zona caliente, que lo calentará suficientemente para convertirlo en vapor. Este vapor, con una elevada energía interna, se puede aprovechar para transformarlo en energía mecánica mediante una turbina y poseriorment en energía eléctrica.

Aplicaciones de la energía geotérmica

Las aplicaciones de la energía geotérmica se basan en el aprovechamiento 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:

  • Aire acondicionado en verano. En una vivienda con calefacción por suelo se puede hacer circular el fluido de la calefacción por el subsuelo. Esta agua adquirirá aproximadamente una temperatura de 15ºC que facilitarán la refrigeración de la vivienda.
  • Calefacción en invierno. Por el mismo motivo que en el caso del aire acondicionado. En este caso, utilizaremos una bomba de calor para pasar los 15ºC a los 19 o 20ºC en la que queremos poner la calefacción. Este modelo también es aplicable a invernaderos, granjas de animales, etc.
  • Producción de agua caliente sanitaria para ducharse, lavar ropa, platos, etc.
  • Producción de electricidad en centrales eléctricas.
  • Producción de calor que puede aplicarse a procesos industriales como los de calefacción, de secado, de evaporación, de destilación, de esterilización, de deshielo, de lavado y de extracción de sales

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 - energía térmica - a través de dos circuitos cerrados de agua que los conectan. Para obtener calor en invierno, el agua dentro del circuito captador geotérmico, que es un circuito de plástico dispuesto en perforaciones verticales que alcanzan entre 80 y 200 metros de profundidad, recorre, impulsada por una bomba, el subsuelo hasta calentarse, calienta el agua en el circuito emisor radiante, un circuito cerrado que cede el calor en el edificio. En verano el funcionamiento es análogo, pero el calor se desplaza en sentido contrario. La eficiencia de la energía geotérmica es mayor cuanto más profundo esté el circuito del subsuelo, ya que la diferencia de temperaturas es mayor.

Para obtener agua caliente, el circuito captador calienta agua caliente de un circuito abierto, que viene de la red de agua y se puede almacenar en uno o más depósitos. El agua caliente se puede utilizar también para mover una turbina, transformando así la energía geotérmica en energía mecánica, en este caso, energía cinética. La energía mecánica se puede utilizar para mover máquinas, o para transformarla en energía eléctrica: electricidad.

Para potencias pequeñas de energía renovable (producción de hasta 30 quilovatios (kW)) y usos particulares es posible disponer los tubos de agua captadores de calor horizontalmente ya poca profundidad, es decir a entre uno y cinco metros, usualmente entre uno y medio y dos, por ejemplo bajo un jardín. La bomba de calor tiene el tamaño de una nevera pero es muy silenciosa, y se puede ubicar en el garaje, por ejemplo.

Tipo de fuentes geotérmicas

La energía geotérmica se obtiene a través de la extracción del calor interno de la Tierra. 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. En las zonas donde las aguas termales son muy calientes se hacen perforaciones de poca profundidad, a través de fracturas naturales.

El agua caliente y / o el vapor, que poseen una cierta cantidad de energía interna, pueden fluir de manera natural, por los impulsos de los flujos de agua y vapor, pero también 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, ya que ha habido proyectos que en algunos países se han tenido que desestimar por su inviabilidad económica.

Magma - Energía geotérmica

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 en estos momentos no es posible aprovechar este tipo de fuente de energía renovable, es económicamente inviable.

Las explotaciones para extraer agua caliente, suelen disponer de un número par de pozos, ya que por un extrae el agua caliente y por el otro se vuelve a inyectar agua en el acuífero, cuando ya está enfriada. Este sistema tiene varias ventajas:

  • Pocas probabilidades de agotar el agua del yacimiento, ya que como que continuamente se inyecta el agua, el volumen se mantiene costante.
  • No hay emisiones de gases disueltos, ya que el circuito de agua es cerrado, este hecho evita posibles contaminaciones en el exterior.

Tipo de yacimientos según la temperatura del agua

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 renovable se encuentra en zonas donde la capa de la corteza aún es activa y la temperatura oscila entre los 150 ° C y los 400 ° C. En estos casos el vapor sale a la superficie mediante una turbina que genera electricidad al ser movida por la fuerza del vapor. Para encontrar una zona de donde extraer agua caliente, una zona geotérmica, hay que encontrar una capa superior compuesta de:

  • Cobertura de rocas impermeables, que permiten la filtración de agua.
  • Acuífero o depósito de permeabilidad elevada, entre 300m y 2 km de profundidad.
  • Suelo fracturado, permite la circulación de fluidos por convección, así la transferencia de calor llega hasta la superficie.
  • Fuente de calor magmático, a una profundidad entre 3 km y 15 km y a una temperatura entre 500 ° C y 600 ° C.

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 instalaciónes de energía geotérmica de media temperatura, la temperatura de los fluidos de los acuíferos está a temperaturas bastante menos elevadas, a temperaturas que oscilan entre los 70 ° C y los 150 ° C, para lo cual el rendimiento 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, pero es en la distribución a través de la red urbana donde el aprovechamiento es máximo, se utiliza para calefacción y refrigeración, con máquinas de absorción. Esta se utiliza 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 como la energía geotérmica a muy baja temperatura son muy útiles para los sistemas de calefacción urbanos, a través de circuitos cerrados.

Centrales geotérmicas de producción de energía

Las centrales geotérmicas de producción de energía tienen la función de generar electricidad a partir de la energía térmica del interior de la Tierra. Para ello, disponen de unos intercanviadores de calor con el objetivo de generar vapor de agua. Con la presión del vapor se acciona una turbina obteniendo así energía mecánica. La energía mecánica obtenida por la turbina se puede convertir fácilmente en energía eléctrica mediante un generador eléctrico.

La principal planta geotérmica se encuentra en la Toscana, cerca de la ciudad de Pisa y es llamada Central Geotérmica de Larderello. Una imagen de la central en la parte central de un valle y la visión de kilómetros de tuberías de un metro de diámetro que van hacia la central térmica muestran el impacto paisajístico que genera.

valoración: 4.8 - votos 11

Última revisión: 3 de enero de 2018