Energía geotérmica, fuentes, usos, ventajas y desventajas

Energía geotérmica
Rafael Rodríguez/CC BY 2.0

Durante años se ha obtenido energía principalmente por medio del recurso no renovable como lo es el combustible fósil, un recurso que aparte de ser limitado posee la enorme desventaja del impacto desfavorable y negativo que tiene sobre el medio, es por ello que el hombre ha buscado alternativas para la obtención de estos servicios tan necesarios para la humanidad, una de estas opciones corresponde a la energía geotérmica, la cual constituye el tema de estos párrafos, resaltando su definición y fuentes, génesis, usos y aplicaciones, ventajas, desventajas, así como los sistemas geotérmicos.

Definición y fuentes de energía geotérmica

El término energía geotérmica hace alusión como su nombre lo indica al tipo de energía que se obtiene del calor localizado en el interior del planeta, corresponde a un tipo de energía renovable que se puede obtener por medio de la extracción del mismo o aprovechar los lugares donde este calor sale de forma natural de la Tierra. También recibe el nombre de geotermia, esta palabra se origina del griego, de la unión de dos vocablos “geo” y “termos” que quiere decir tierra y calor, respectivamente. Este calor es producto de los elementos radiactivos y su desintegración en el interior del globo terráqueo.

El empleo de la energía geotérmica es posible gracias a las altas temperaturas del interior terrestre, que fluyen hacia la corteza produciendo gradientes en relación a la temperatura, estos gradientes son denominados geotérmicos. Este flujo calórico puede calentar fluidos o sistemas de roca. Las fuentes naturales de este tipo de energía renovable incluyen los volcanes, geysers, volcanes de fango, fumarolas, así como las fuentes termales, los cuales reflejan este calor interior, su magnitud y su gran potencial aprovechable.

Génesis u origen

El origen de la energía geotérmica data de aproximadamente el año 1827, por Francisco Larderel, fundador de una empresa química de extracción de ácido bórico de aguas calientes naturales de una zona italiana, quien empleó en ese periodo el calor de los fluidos internos de la Tierra en su proceso de obtención del compuesto como alternativa a la utilización de madera como combustible. Posteriormente, fue extendido a otros usos en esta misma empresa, como por ejemplo la calefacción de invernaderos, así como de edificios tanto residenciales como con fines industriales, y ya después se utilizó para la producción de energía eléctrica en esta región italiana; desde esta época comenzó el desarrollo y aprovechamiento de los recursos geotérmicos en otros países.

Sistemas geotérmicos

Los sistemas geotérmicos están constituidos por tres elementos como una fuente calórica que proviene de las profundidades de la Tierra, y que está representada por intrusión de tipo magmática, un reservorio y un fluido capaz de trasladar el calor. Estos sistemas están principalmente ubicados alrededor de las zonas donde convergen las placas, ya que estas constituyen mayores fuentes de calor.

Los sistemas geotérmicos se pueden subdividir o clasificar en base a la temperatura (o entalpía) en diferentes categorías. De esta manera, pueden presentarse tres que son: los de baja, media y alta entalpía (o temperatura), cuyos rangos de cada uno es variable para los diferentes autores del tema. Sin embargo, los primeros poseen por lo general temperaturas que se encuentran por debajo de 90°C, los segundos oscilan entre 90 y 150 y los últimos, los de altas temperaturas sobrepasan los 150°C, aunque algunos investigadores suelen utilizar cifras por encima de 200 o incluso más de 225°C.

También se pueden distinguir los sistemas geotérmicos en referencia al fluido, si son de agua o líquido dominante o si es vapor.

Usos y aplicaciones

El calor interno del globo puede ser transformado en energía de tipo eléctrica, esto es posible en aquellos sistemas geotérmicos con temperaturas superiores a los 150°C, es decir, los de alta entalpía. Este tipo de energía con estos recursos es originada generalmente a través de turbinas de vapor. En la actualidad también existen sistemas de generación geotermoeléctrica que trabajan con sistemas menores de temperaturas como las plantas de ciclo binario.

Además la geotermia es extrapolada a otros usos, entre los que destacan, bombas de calor, calefacción, en baños, procesos industriales, en invernaderos, acuicultura, agricultura, refrigeración, entre otros, provenientes principalmente de fuentes de temperaturas por debajo de los 150°C, aquellos de baja o mediana entalpía.

Ventajas de la energía geotérmica

Las principales ventajas o beneficios producto del aprovechamiento de la energía geotérmica por el ser humano para sus distintas actividades son:

Energía constante: las plantas geotérmicas pueden funcionar produciendo energía de forma constante y continua, todo el día, todos los días sin importar las épocas anuales, ya que su operación no va a depender de condiciones climáticas, de las estaciones, del viento, etc.

Sustentable y protege al ambiente: una de las principales ventajas de la energía geotérmica radica en que corresponde a un tipo de energía limpia, renovable que va de la mano con el medio ambiente, ya que representa un daño bajo al entorno en comparación con otros tipos de energía, además de ser sustentable en el tiempo.

Gran potencial energético en todo el globo: a pesar que actualmente la utilización de la geotermia a nivel mundial es poca en relación al resto de las energías (cerca del 0,4% para la producción de energía eléctrica), ya que solo son explotados los sistemas hidrotermales, el gran potencial que posee por los cuantiosos recursos que pueden ser aprovechados y la gran cantidad de calor disponible en todo el planeta (cerca de los 12.6 billones de exajoules, según datos del 2007), la convierte en un sistema energético destacado que puede presentar avances científicos y tecnológicos que permitan una mayor utilización en las próximas décadas.

Bajos costos de operación: otra ventaja importante son los reducidos gastos operativos que ameritan las plantas geotérmicas, sobre todo si se comparan con las técnicas convencionales de obtención energética.

Desventajas de la energía geotérmica

Las principales desventajas de la utilización de este tipo de energía radican en las exploraciones complejas, sucesivas para encontrar zonas factibles y aptas, así como en las inversiones iniciales que requieren algunos de estos sistemas geotérmicos, en maquinarias, equipos, bombas, tuberías y otros materiales necesarios para ello.

Autores consultados

  • Bruni, S. (2014).
  • Dickson, M.; Fanelli, M. (2004).
  • Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE); Instituto Geológico y Minero de España (IGME). (2008).
  • Llopis, G.; Rodrigo, V. (2008).
  • Robilliard, C. (2009).
  • Santoyo, E.; Barragán-Reyes, R. (2010).