Energía Geotermica

INTRODUCCION

La presencia de volcanes, fuentes termales y otros fenómenos termales debieron haber incitado a nuestros ancestros a suponer que partes del interior de la Tierra estaban calientes; pero, no fue hasta un período entre los siglos XVI y XVII, cuando las primeras minas fueron escavadas a algunos cientos de metros de profundidad, el hombre fue quien dedujo por simple sensaciones físicas que la temperatura de la Tierra se incrementaba con la profundidad.

Geotérmico viene del griego geo, "Tierra", y thermos, "calor"; por lo que literalmente significa "calor de la Tierra”. El calor es una forma de energía, por lo tanto la energía geotérmica es el calor contenido en el interior de la Tierra que produce fenómenos geológicos a escala planetaria; el termino energía geotérmica es utilizado en la mayoría de ocasiones para referirse a aquella porción del calor de la Tierra que puede o podría ser recuperado y explotado por el hombre.

MARCO TEÓRICO

¿CÓMO SE FORMAN LOS YACIMIENTOS GEOTERMICOS?

A varios kilómetros de profundidad en tierras volcánicas los geólogos han encontrado cámaras magmáticas, con roca a varios cientos de grados centígrados. Además en algunos lugares se dan otras condiciones especiales como son capas rocosas porosas y capas rocosas impermeables que atrapan agua y vapor de agua a altas temperaturas y presión y que impiden que éstos salgan a la superficie. Si se combinan estas condiciones se produce un yacimiento geotérmico.

1. El agua se acumula formando depósitos o acuíferos ubicados en distintos niveles en la profundidad de la tierra.

2. Un foco de calor magmático calienta el agua.

3. Rocas fracturadas permiten la transferencia de calor de la fuente a la superficie.

4. En la parte superior de la corteza rocas impermeables impiden la fuga de calor.

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TIPOS DE YACIMIENTOS GEOTÉRMICOS SEGÚN LA TEMPERATURA DEL AGUA

Para poder extraer la energía geotérmica es necesaria la presencia de yacimientos de agua cerca de estas zonas calientes.

La explotación de esta fuente de energía se realiza perforando el suelo y extrayendo el agua caliente. Si su temperatura es suficientemente alta, el agua saldrá en forma de vapor y se podrá aprovechar para accionar una turbina

Energía geotérmica de alta temperatura: La energía geotérmica de alta temperatura se halla en las zonas activas de la corteza. Esta temperatura está comprendida entre 150 y 400 ºC, se produce vapor en la superficie y mediante una turbina, genera electricidad. Se requieren varios condiciones para que se dé la posibilidad de existencia de un campo geotérmico: una capa superior compuesta por una cobertura de rocas impermeables; un acuífero, o depósito, de permeabilidad elevada, entre 0,3 y 2 km de profundidad; la trasferencia de calor de la fuente a la superficie, y una fuente de calor magmático, entre 3 y 15 km de profundidad, a 500-600 ºC. La explotación de un campo de estas características se hace por medio de perforaciones según técnicas casi idénticas a las de la extracción del petróleo.

Energía geotérmica de roca caliente: La energía geotérmica de temperaturas medias o de roca caliente, es aquella en que los fluidos de los acuíferos están a temperaturas menos elevadas, normalmente entre 70 y 150 ºC. Como resultado, la conversión vapor-electricidad se realiza con un rendimiento menor. Estas fuentes permiten explotar pequeñas centrales eléctricas, pero el mejor aprovechamiento puede hacerse mediante sistemas urbanos de reparto de calor para su uso en calefacción y en refrigeración.

Energía geotérmica de baja temperatura: La energía geotérmica de temperaturas bajas se puede aprovechar en zonas más amplias que las anteriores; por ejemplo, en todas las cuencas sedimentarias. Es debida al gradiente geotérmico. Los fluidos están a temperaturas de 50 a 70 ºC.

Los recursos geotérmicos de baja temperatura son claramente insuficientes para pensar que la participación geotérmica en el contexto energético permita la sustitución de las fuentes energéticas tradicionales, pero sí puede ser importante para aliviar las necesidades de energía de una región determinada.

Los principales obstáculos que se oponen a la geotermia de baja temperatura son básicamente:

• Grandes inversiones iniciales.

• Bajo rendimiento.

• Imposibilidad de transporte.

Energía geotérmica de muy baja temperatura: La energía geotérmica de muy baja temperatura se considera cuando los fluidos se calientan a temperaturas comprendidas entre 20 y 50 ºC. Esta energía se utiliza para necesidades domésticas, urbanas o agrícolas.

Las barreras entre los diferentes tipos de energías geotérmicas es arbitraria; si se trata de producir electricidad con un rendimiento aceptable la temperatura mínima está entre 120 y 180 ºC, pero las fuentes de temperatura más baja son muy apropiadas para los sistemas de calefacción urbana.

ANTECEDENTES DE LA ENERGIA GEOTERMICA

La energía térmica de la Tierra es inmensa, pero solo una fracción de ella podría ser utilizada por la humanidad. Hasta ahora la utilización de esta energía ha estado limitada a áreas en las cuales las condiciones geológicas permiten un transporte (agua en la fase líquida o vapor), para “transferir” el calor desde zonas calientes profundas hasta la superficie, dando así origen a los recursos geotérmicos; sin embargo, en el futuro cercano técnicas innovadoras podrían brindar nuevas oportunidades a este sector.

En muchos casos, las aplicaciones prácticas anteceden a la investigación científica y a los desarrollos tecnológicos, la energía geotérmica es un buen ejemplo de esto:

• A comienzos del siglo XIX los fluidos geotermales fueron explotados por su contenido energético. En ese período se instaló en Italia una industria química (en la zona actualmente conocida como Larderello), para extraer el ácido bórico de las aguas calientes boratadas que emergían naturalmente o bien, de pozos perforados con ese objeto. El ácido bórico se obtenía mediante evaporación de las aguas boratadas en bateas de fierro, usando como combustible la madera de los bosques de los alrededores.

• En 1827 Francisco Larderel, fundador de esta industria, desarrolló un sistema para utilizar el calor de los fluidos en el proceso de evaporación, en vez de quemar la madera de los bosques en rápido agotamiento.

• El vapor geotérmico se utilizó para elevar líquidos en primitivos elevadores por presión de gas y más tarde en bombas recíprocas y centrífugas y en poleas, todo lo cual fue utilizado en las perforaciones o en la industria local de ácido bórico.

• Entre 1910 y 1940 el vapor de baja presión fue utilizado para calefaccionar invernaderos, edificios industriales y residenciales, en esta parte de Toscana. Otros países también empezaron a desarrollar sus recursos geotérmicos a escala industrial.

• En 1928 Islandia, otro país pionero en la utilización de la energía geotérmica, también inicio la explotación de sus fluidos geotermales (principalmente agua caliente) para calefacción doméstica.

• En 1904 se llevo a cabo el primer intento de generar electricidad a partir de vapor geotérmico; nuevamente, esto tuvo lugar en Larderello.

El éxito de estas experiencias fue una clara demostración del valor industrial de la energía geotérmica y marcó el comienzo de una forma de explotación que se ha desarrollado significativamente desde entonces.

ESTADO ACTUAL DE LA ENERGIA GEOTERMICA

Después de la Segunda Guerra Mundial muchos países fueron atraídos por la energía geotérmica, ya que esta se consideró como económicamente competitiva respecto de otras fuentes energéticas. Esta no requiere ser importada y, en algunos casos, es la única fuente de energía localmente. Los países que utilizan la energía geotérmica para generar electricidad aparecen en la tabla presentada a continuación.

• La capacidad instalada en países en vía de desarrollo en 1995 y 2000 representa un 38 y un 47% del total mundial respectivamente.

• La utilización de la energía geotérmica en países en vía de desarrollo muestra una interesante tendencia a través de los años.

• En los 5 años comprendidos entre 1975 y 1979 la capacidad geotermoelectrica instalada en tales países aumentó de 75 a 462 MWe; a fines del siguiente período de 5 años (1984) se habían alcanzado los 1.495 MWe , mostrando una taza de incremento durante estos 2 períodos de 500% y 223% respectivamente (Dickson y Fanelli, 1988).

• En los siguientes diez y seis años, de 1984 al 2000, hubo un incremento de casi 150%.

• La geotermoelectricidad juega un rol bastante significativo en el balance energético de algunas áreas; por ejemplo, en 2001 la energía eléctrica producida mediante recursos geotérmicos representó el 27% de la electricidad total generada en Filipinas, el 12,4% en Kenya, el 11,4% en Costa Rica y el 4,3% en el Salvador.

¿CÓMO FUNCIONAN LAS CENTRALES GEOTERMICAS?

Una vez que se dispone de pozos de explotación se extrae el fluido geotérmico que consiste en una combinación de vapor, agua y otros materiales. Éste se conduce hacia la planta geotérmica donde debe ser tratado. Primero pasa por un separador de donde sale el vapor y la salmuera y líquidos de condensación y arrastre, que es una combinación de agua y materiales. Esta última se envía a pozos de reinyección para que no se agote el yacimiento geotérmico. El vapor continúa

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