El calor terrestre proviene de una combinación de procesos físicos y químicos que ocurren en diferentes partes del interior del planeta. La Tierra es un cuerpo caliente inmerso en un espacio frío, y pierde temperatura de manera constante, aproximadamente a un ritmo de 130 ºC cada 1.000 millones de años. Esta pérdida gradual es un reflejo de la dinámica interna del planeta y su historia geológica.
Los volcanes y los sistemas hidrotermales, como las surgencias de agua caliente, son manifestaciones visibles del calor interno de la Tierra. Estas evidencias en la superficie nos permiten estudiar y comprender mejor los procesos que generan y distribuyen el calor terrestre.
6 Procesos que generan el calor de la Tierra
A continuación, se describen los principales procesos responsables del calor de la Tierra, agrupados según la región del interior del planeta donde tienen lugar:
- Calor latente de cristalización: En el límite entre el núcleo interno (sólido) y el núcleo externo (líquido), ocurren reacciones de cristalización que son exotérmicas y generan calor. Este fenómeno, conocido como calor latente de cristalización, también contribuye al mantenimiento del campo magnético terrestre.
- Gravitación: La fuerza gravitatoria comprime las capas internas del planeta hacia su centro, generando calor por fricción en el proceso de contracción de la masa terrestre.
- Calor remanente de la formación del planeta: Este calor es un vestigio de las colisiones entre residuos estelares del disco protoplanetario que dieron lugar a la Tierra hace unos 4.500 millones de años. Aunque ha disminuido con el tiempo, aún contribuye al calor interno.
- Calor cinético o de rozamiento: Entre el núcleo externo y el manto se genera energía en forma de calor debido al rozamiento provocado por las diferentes respuestas de estas capas al campo gravitatorio de la Luna y el Sol (fuerzas de marea).
- Reacciones fisicoquímicas exotérmicas: En el manto, las altas presiones y temperaturas hacen que los minerales sean inestables, lo que genera cambios de fase continuos. Estos procesos liberan energía en forma de calor.
- Descomposición radiogénica de isótopos: En la litosfera (compuesta por la corteza y la parte superior del manto), las rocas contienen elementos radiactivos como los isótopos 235U, 238U, 232Th y 40K. La descomposición de estos isótopos es exotérmica y constituye la mayor fuente de calor en la superficie terrestre.
Es importante destacar que la temperatura de la Tierra aumenta hacia el interior, desde una media global de 15 ºC en la superficie hasta más de 5.000 ºC en el núcleo interno.
Yacimientos geotérmicos
Los yacimientos geotérmicos son zonas donde el calor interno de la Tierra puede ser aprovechado. Existen tres tipos principales:
Yacimientos de agua caliente
Estos pueden manifestarse en fuentes termales o encontrarse en acuíferos subterráneos. Las fuentes termales han sido utilizadas desde la antigüedad como baños terapéuticos. En el caso de los yacimientos subterráneos, el agua caliente o el vapor se extraen para generar energía mecánica mediante turbinas o para otros usos como calefacción.
Yacimientos secos
En estos yacimientos, las capas calientes bajo la superficie no contienen agua. Se inyecta agua mediante perforaciones y se recupera ya caliente para aprovechar su energía a través de intercambiadores de calor. Posteriormente, el agua puede ser reinyectada para continuar el ciclo.
Géiseres
Los géiseres son fuentes termales especiales que expulsan periódicamente columnas de agua caliente y vapor al aire.
Su formación requiere condiciones hidrogeológicas específicas, lo que los hace un fenómeno poco común. Actualmente, existen cerca de 1.000 géiseres en el planeta.
¿Cuando se empezó a utilizar la energía geotérmica?
A finales del siglo XVII, se concebía la Tierra como una masa fundida con una corteza sólida producto de su enfriamiento. Durante el siglo XIX, se realizaron los primeros cálculos de la edad de la Tierra basados en su evolución térmica. Fue también en este siglo cuando se definió la geotermia como la disciplina que estudia el calor terrestre, su origen, distribución y aprovechamiento.
El primer uso práctico de la energía geotérmica tuvo lugar en 1904 en Larderello, Italia, donde se generó electricidad aprovechando el vapor geotérmico. Desde entonces, esta fuente de energía se ha desarrollado como una opción sostenible para generar electricidad, calefacción y otros usos industriales.