¿Qué es y cómo funciona la energía geotérmica? – Lo que debes saber

¿Qué es y cómo funciona la energía geotérmica? – Lo que debes saber

Hoy continuamos con nuestra serie de entradas acerca de las energías renovablesy le toca su turno a la energía geotérmica: Energía que viene del centro de la tierra.

La geotermia es un tipo de energía limpia y renovable que tiene muchas aplicaciones, y existe un gran potencial en México para aprovecharla.

Pero lo mejor de todo es que la geotermia es muy versátil. Puede aprovecharse para generar electricidad, y para usar su calor. 

Así que es momento de que te conectes con la tierra. Siente todo su poder y su calor, porque a continuación te explico qué es y cómo funciona la energía geotérmica.

¿Qué es la geotermia?

Es la energía que proviene del subsuelo.

Si has leido nuestro post sobre las energías renovables sabrás que la mayoría de ellas son generadas gracias al sol. Esto incluye a la energía solar, a la eólica, e incluso a la de biomasa.

La energía geotérmica es una de las pocas excepciones. Su poder proviene directamente del interior de la tierra, donde constantemente se están descomponiendo elementos radioactivos. 

Al hacerlo, liberan un montón de energía: Al menos 12.6 billones de exajoules, de acuerdo con esta publicación

Ese número es lo mismo que un 126 con 30 ceros a la derecha. Es una cantidad enorme de energía.

Para comparar, el mundo utiliza alrededor de 53 000 000 000 000 000 000 000 000 joules cada año. 

Te ahorro la necesidad de contar. Es un 53 con 24 ceros.

Es decir, nuestro núcleo genera anualmente más energía de la que consumimos.

Obviamente es imposible aprovechar el 100% de esta energía, pues siempre existen pérdidas. Pero eso no le quita el enorme potencial que tiene la geotermia.

¿Cómo funciona la energía geotérmica?

Como ya vimos, esta energía puede usarse para electricidad o para calor, pero veamos específicamente cómo se aprovecha en cada caso.

Lo primero que hay que saber, es que la energía geotérmica existe gracias al calor de la tierra. Si hay zonas muy calientes cerca de la superficie, existe un buen potencial para extraer esa energía.

De hecho, entre mayor sea la temperatura, también es mayor la energía que potencialmente puede utilizarse. 

Las zonas geotérmicas se clasifican en 3 categorías, dependiendo su temperatura. Esto también determina el uso que se le puede dar. 

A continuación te explico brevemente cada una de ellas.

Geotermia de alta entalpía

Este tipo de yacimientos geotérmicos tienen la mayor cantidad de energía disponible, y por esto son de gran interés para la generación de electricidad.

Sus temperaturas son superiores a los 200 °C.

Para que se den las condiciones adecuadas, las zonas de alta entalpía deben estar cerca de alguna fuente de calor. Por esto, normalmente se localizan en las cercanías de una zona volcánica.

Pero una alta temperatura no basta. De hecho, hay tres condiciones que deben cumplirse para que se pueda aprovechar una zona geotérmica:

  1. Una fuente de calor (como la zona volcánica)
  2. Reservas de agua a muy alta temperatura, a las cuales se pueda llegar excavando.
  3. Una capa de rocas impermeables, y una capa de rocas permeables.

Veamos la importancia de cada una de estos puntos.

La fuente de calor es indispensable. La única razón por la que la energía geotérmica existe, es porque podemos aprovechar sus altas temperaturas para obtener energía útil. 

Se necesitan reservas de agua con alta temperatura, pues este es el fluido de trabajo. Es decir, esa agua eventualmente se evapora por el calor, y el vapor será utilizado para mover un generador eléctrico.

Hay que mencionar que después de extraer el vapor, es importante volver a convertirlo en agua e inyectarlo a la tierra, para que regrese a la reserva y se pueda seguir aprovechando de forma cíclica.

Las distintas capas de roca tal vez no tengan una función obvia, pero son muy importantes:

  • La capa permeable permite que se filtre agua de distintas fuentes, la cual termina llegando al reservorio de agua.
  • Por otro lado, la capa permeable evita que se escape el vapor que se forma, lo que asegura que podamos aprovecharlo al máximo, y casi sin pérdidas.

Geotermia de mediana entalpía

El rango de temperatura es entre 100 y 200 °C. 

Este tipo de reservas también se usan para producir electricidad, pero como tienen temperaturas menores, el proceso de generación es menos eficiente.

Por lo tanto se utilizan tecnologías distintas a las de la geotermia de alta entalpía, pero el principio de funcionamiento es el mismo, y tiene exactamente los mismos requisitos: Fuente de calor, reserva de agua, y capas de roca.

Si se cumplen esos elementos, es posible aprovechar la energía geotérmica en centrales pequeñas. Pero existe una mejor opción: La calefacción urbana.

Esta técnica extrae el calor de la tierra, y lo reparte en la ciudad a través de tuberías, como si fuera un servicio de agua o gas. 

Así, si hay vapor viajando por las urbes y calentándolas, se evitaría contaminación derivada de la calefacción de espacios.

Geotermia de baja entalpía

Esta categoría es la que tiene las temperaturas más bajas: Son menores a los 100°C, lo que no siempre es suficiente para producir electricidad.

La gran ventaja de este tipo de geotermia es que puede encontrarse en muchos sitios. Así que lo que le falta en intensidad, lo compensa con disponibilidad.

Comparado con las otras categorías, la energía geotérmica de baja entalpía se aprovecha gracias a que la tierra mantiene una temperatura constante a una profundidad de entre 10 y 20 metros, por lo que no se necesita excavar mucho para llegar a ella.

Y, ¿Cómo se aprovecha? Pues con una bomba de calor.

Este dispositivo permite utilizar el calor de la tierra para refrigerar el hogar en verano, calentarlo en invierno y, además, producir agua caliente sanitaria para bañarse o lavarse las manos. 

Como ves, la energía geotérmica es increíblemente versátil.

Aplicaciones de la energía geotérmica

Ya hemos visto dos aplicaciones muy importantes de esta energía:

  • Generar electricidad
  • Calentar espacios y producir agua caliente.

A estos, se les suma un último uso popular: Uso directo en procesos industriales.

Aplicar la geotermia de esta forma realmente no tiene mucha ciencia. 

En cualquier proceso industrial donde se utilice calor, o agua caliente, se puede saltar el paso de generación de calor y en su lugar utilizar el calor de la tierra.

Para lograrlo, se usa el mismo dispositivo que en la geotermia de baja entalpía: Una bomba de calor.

Ventajas de esta energía

La energía geotérmica tiene las mismas ventajas de otras energías renovablespero destaca por las siguientes tres:

  1. Puede ser usada residencialmente para calentar o refrigerar espacios. Muchas otras energías renovables son únicamente viables a gran escala, pero la energía geotérmica está a la disposición de la gran mayoría de las personas, de forma similar a la energía solar.
  2. Tiene un impacto ambiental pequeño. Contrario a los combustibles fósiles que contaminan el ambiente, la energía geotérmica de alta entalpía aprovecha el vapor de agua generado por el calor de la tierra. Por esto se considera una energía limpia.
  3. Diversifica la matriz energética. Esto es muy importante para reducir al máximo la generación de energía a partir de fuentes contaminantes, lo que es vital para limitar el calentamiento global antes del 2030.

Potencial geotérmico en México y el mundo

México tiene un gran potencial para aprovechar la geotermia. De hecho, es uno de los 10 países con mayor capacidad instalada de esta energía renovable.

Para verlo un poco en cifras, según este reporteen 2015 México tenía 1 058 Mega Watts instalados de energía geotérmica, lo que significa que:

  • México tenía el 30% de la energía geotérmica en toda Norteamérica.
  • El 63% de la geotermia en Latinoamérica está instalada en suelos Mexicanos.
Grafica de capacidad geotérmica instalada en 2015: México, 1058 MW. Latinoamérica, 1680 MW. Norteamérica, 3450 MW.

Por ahora, los principales puntos de generación geotérmica en el país son los siguientes:

  1. Cerro Prieto, Baja California – 570 MW instalados
  2. Los Azufres, Michoacán – 247.9 MW instalados
  3. Los Humeros, Puebla – 118.9 MW instalados
  4. Domo San Pedro, Nayarit – 35.5 MW instalados
  5. Las Tres Vírgenes, Baja California Sur – 10 MW instalados

Hay que recordar que esto no es todo el potencial de México, sino sólo la capacidad que se ha instalado. Aún existen más puntos sin aprovechar, así que esperemos que estos números sigan creciendo.

Comparándolo con el potencial alrededor del mundo, el Banco Mundial calculó que el potencial geotérmico del planeta es de entre 70 y 80 Giga Watts. Es decir, podríamos tener hasta 80 000 MW instalados de potencia geotérmica.

Sin embargo, hoy únicamente se aprovecha el 15% de las reservas geotérmicas conocidas en el mundo, por lo que quedan desaprovechados 67 000 MW que bien pudieran ser utilizados para que el porcentaje de energías limpias se incremente. 

¿No estaría genial?

En conclusión…

Como breve recapitulación, en este post vimos que la energía geotérmica:

  • Proviene del calor interno de la tierra
  • Puede ser aprovechada para generar electricidad, calentar espacios, o utilizarse en procesos industriales
  • Se clasifica dependiendo su temperatura en alta, mediana, y baja entalpía
  • ¡Aún existe un gran potencial por ser aprovechado!

La geotermia es una energía renovable de la cual poco se habla.

Muchas veces nos enfocamos en la energía solar o la eólica, pues aparentemente son más populares y disponibles al público general, pero no podemos dejar olvidadas a estas formas alternativas de energía.

Recuerda que entre más limpias y variadas sean nuestras fuentes energéticas, tendremos una mayor resiliencia para enfrentar el futuro y lograr un desarrollo sustentable.

¡Pero lo primero es informarse!

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