¿Qué es la energía geotérmica?

¿Qué es la energía geotérmica?

Es la energía proveniente del calor que existe en el interior de la Tierra. El origen de la palabra es griego, de las raíces “geos” (la Tierra) y “thermos” (calor), dándo el significado compuesto "calor de la Tierra". Actualmente este término se utiliza para describir los fenómenos térmicos internos de la Tierra como también el conjunto de todos los procesos que se utilizan para extraer esta energía para el uso humano.

Antecedentes históricos

En el Siglo XVI y XVII se excavaron las primeras minas a unos cientos de kilómetros hacia el centro de la tierra que el hombre tuvo que deducir gracias a las sensaciones térmicas, ya que la temperatura aumentaba mientras se incrementaba con la profundidad.

Las primeras mediciones con termómetros, fueron realizadas en 1740, en una mina cerca de Belfort, en Francia.

En 1870, se comienza a incrementar el método científico para estudiar el régimen termal de la tierra, pero no fue hasta el siglo XX, y el descubrimiento del calor Radiogénico (balance térmico).

Los modelos Termales de la nueva tecnología, necesariamente, toman en cuenta el calor continuamente producido por el decaimiento de los isótopos radioactivos de larga vida del uranio (U234, U235), Torio (Th232) y Potasio (K40) presentes en la Tierra.

Además del calor radiogénico, están otras posibles fuentes de calor como la energía primordial de la acreción planetaria.

En 1980, se dispuso una teoría de estos modelos, cuando se comprobó que había un equilibrio entre el calor radiogénico producido en el interior de la tierra y el calor disipado al espacio desde la tierra. La energía geotérmica es renovable y sustentable.

El calor que se encuentra en el interior del planeta es una energía duradera. A diferencia de las energías eólica y solar, es constante e independiente de las estaciones del año y las condiciones climatológicas. Se le considera energía renovable puesto que el calor del planeta es ilimitado comparado con la estancia de los humanos en la Tierra - la temperatura subterránea del planeta se disminuye 130° C cada mil millones de años - por lo tanto la energía geotérmica estará disponible por muchas generaciones. Es una energía limpia y sustentable, ya que las instalaciones para extraerla no queman combustibles y por lo tanto no contribuyen a la emisión de gases de efecto invernadero. Como el calor de la Tierra está alcanzable en todo el planeta, se puede aprovechar en cualquier parte del mundo; sin embargo hay lugares donde su extracción no es recomendable por factores geológicos o simplemente porque el costo de extraerla es mayor a la potencia energética que ofrece.

Aplicaciones modernas

Energía eléctrica: Las plantas geotérmicas canalizan el vapor de alta temperatura y presión para producir electricidad; actualmente muchos países están aprovechando esta energía limpia para reducir su dependencia en el petróleo y otros combustibles fósiles que contribuyen al calentamiento global.

Baños y albercas: Los “spas” y “resorts” utilizan las fuentes naturales de agua caliente para llenar los balnearios, y en algunos el agua está fluyendo continuamente para mantenerlos calientes. El origen de la palabra “spa” viene de Bélgica desde el año 1326. Curiosamente estas letras se utilizan para abreviar las palabras que proviene del latín “salud S”, “per P” y “aqua A” pues estas aguas contienen hierro y sulfato, entre otros minerales.

Calefacción directa: Al construir arriba de una fumarola, se puede entubar el vapor para que se caliente el edificio sin llenar el espacio de vapor. Esta técnica se utiliza en lugares donde hay muchas fuentes de energía geotérmica, como Islandia.

Calefacción por medio de circuitos: Por medio de tuberías en forma de circuitos (normalmente dentro de los pisos o paredes), se pasa un líquido por la fuente del calor subterránea. Al correr por la construcción, el calor se transfiere al ambiente y se va enfriando el líquido hasta que pase de nuevo por la fuente de calor. Este tipo de calefacción se utiliza también en los invernaderos, pasando los tubos enterrados cerca de la raíz de las plantas.

Acuicultura y crianza de animales: El agua a diferentes temperaturas se utiliza para criar algunas especies de peces, plantas y reptiles acuáticos que necesitan determinada temperatura en el agua, como salmones, camarones, cangrejos, robalos, carpas, musgos, hongos marinos, tortugas y cocodrilos.

Secado de alimentos y maderas: El agua caliente se utiliza para calentar hojas grandes de metal para que posteriormente pase el aire y se caliente. Este aire se usa para deshidratar y secar alimentos y maderas.

MÉXICO Y SU RIQUEZA GEOTÉRMICA

PRODUCCIÓN DE ENERGIA ELÉCTRICA

Los inicios de la utilización de energía geotérmica en México para la producción de energía eléctrica se remontan a los años sesenta, en los que se comenzó a explotar el campo geotérmico de Pathé en el estado de Hidalgo. Desafortunadamente, la falta de permeabilidad del campo determinó que el experimento terminara en un fracaso a pesar de que se tenía un gradiente geotérmico en el área de aproximadamente 550º C/km. De los 3 500 kilowatts instalados sólo se pudieron producir 150, por lo cual se clausuró la planta.

También se llevaron a cabo intentos por desarrollar las zonas geotérmicas de Los Negritos e Ixtlán de los Hervores en Michoacán. Sin embargo, el éxito se alcanzó finalmente cuando se descubrió el campo geotérmico de Cerro Prieto en Baja California Norte.

En la actualidad, México es uno de los países más avanzados en cuanto a la producción de energía geotermoeléctrica (Figura 31). Dos campos, el de Cerro Prieto y el de Los Azufres en Michoacán se encuentran ya en la etapa de producción y por lo menos dos más: La Primavera (Jalisco) y Los Humeros (Puebla), se encuentran ya muy avanzados en la etapa de evaluación y se espera que dentro de pocos años comenzarán también a producir electricidad a partir de fluidos geotérmicos. Asimismo, se cuenta con 27 campos donde se han concluido los estudios de factibilidad, de los cuales se han seleccionado 16 para continuar con la etapa de perforación de pozos de exploración, entre éstos se tienen: El Ceboruco (Nayarit), Las Planillas (Jalisco), Araró (Michoacán), Las Tres Vírgenes (Baja California Sur), etcétera.

El campo geotérmico de Cerro Prieto es uno de los más grandes del mundo y hasta el momento tiene una capacidad instalada para producir 620 000 kilowatts de energía eléctrica; pero el campo tiene capacidad para generar mucha más energía y se ha planeado aumentar su producción a más de 700 000 kilowatts en los próximos años, ya que se cuenta con reservas probadas de 220 000 kilowatts y reservas probables de más de 220 000 kilowatts (Figura 32). Debido a que la zona en que se encuentra localizado este campo no tiene un alto consumo de energía eléctrica por ser una zona eminentemente agrícola, existe un excedente de energía eléctrica, el cual es exportado a Estados Unidos, lo cual significa una entrada de divisas para el país. Además de la generación de electricidad, en la planta geotermoeléctrica de Cerro Prieto se planea instalar también un sistema para la extracción y comercialización de cloruro de potasio, por el cual se llegarán a producir 80 000 toneladas métricas por año.

Por otra parte, el campo geotérmico de Los Azufres ha estado siendo probado por medio de plantas piloto que producen un total de 25 000 kilowatts (Figura 33), lo cual corresponde casi al consumo de energía eléctrica de la ciudad de Morelia, Michoacán. Después de observar los resultados obtenidos con estas plantas, se determinó que este campo tiene capacidad para producir más energía, por lo cual se está ya construyendo una planta que generará más de 50 000 kilowatts de electricidad (el campo tiene una reserva probada de 135 000 kilowatts y una reserva probable de 165 000 kilowatts). Una particularidad de la explotación del campo geotérmico de Los Azufres es que la totalidad del agua separada del vapor que va a las turbinas será reinyectada en el yacimiento a través de once pozos, con lo cual se evitará la contaminación del medio ambiente.

Del total de campos ya evaluados se tiene una reserva probada de más de 100 000 kilowatts y la reserva probable es de más de 1 400 000 kilowatts. Debe admitirse que aun desarrollando la totalidad de los recursos con que cuenta el país, la energía geotérmica no podría cubrir la demanda total de energía eléctrica. Sin embargo, por la abundancia de campos geotérmicos en México, esta fuente de energía sí puede representar una contribución significativa para satisfacer las necesidades energéticas del país, por supuesto, sin pasar por alto su utilización directa en procesos industriales, la cual aún debe implementarse y podría significar un considerable ahorro de combustibles fósiles y una disminución en los niveles de contaminación.