Energía renovable

Energía Geotérmica: Historia, tipos de sistemas geotérmicos y sus usos

Written by

Siempre que hay un estudio sobre energías renovables, la energía geotérmica es una de las energías que no se puede pasar por alto. Aquí aprenderemos tan profundamente sobre qué es la energía geotérmica, sus historia, tipos de sistemas geotermicos y es usos.

¿Qué es la energía geotérmica?

La palabra ‘geotérmica’ se traduce literalmente como ‘tierra’ y ‘calor’: energía térmica de la tierra. Usarlo como fuente de energía tiene varias ventajas. Es seguro, renovable, una fuente de calor y electricidad, y libera muchos menos gases de efecto invernadero que los paneles solares.

La superficie terrestre absorbe alrededor del 45% de la radiación solar que le llega y refleja el resto. El resto es parcialmente absorbido por la atmósfera y parcialmente reflejado de regreso al espacio. A una profundidad de 6 a 10 metros, la temperatura se mantiene entre 10 y 16 C durante todo el año y de manera uniforme en toda la tierra. Los cambios leves dependen del clima local, el terreno y el tipo de suelo. La temperatura de la tierra también está regulada por el magma en su centro. Este es un recurso que es regular y de larga duración.

HISTORIA DE LOS SISTEMAS GEOTÉRMICOS

Los primeros pobladores hace casi 10.000 años eligieron asentarse cerca de las aguas termales. Los antiguos romanos usaban el agua para bañarse, cocinar y con fines medicinales. Usaron el agua para calentar sus casas también.

La energía geotérmica se usó comercialmente por primera vez en 1830 en Hot Springs Arkansas por Aka Thompson cuando cobró $ 1 por el uso de un baño de aguas termales. Durante la segunda mitad del siglo XIX, surgieron hoteles y spas alrededor de The Geysers en San Francisco, California. En 1892, 200 hogares y 40 negocios en Boise Idaho recibieron el primer sistema de calefacción de distrito que funciona hasta el día de hoy.

Los campos de Larderello en Italia eran propiedad del Príncipe Piero Conti, quien conectó un generador a una máquina de vapor impulsada naturalmente y produjo electricidad para encender 4 bombillas. Para 1911 y entonces se instaló la primera planta geotérmica del mundo proporcionando 250 Kw. Todavía funciona hoy produciendo 405 megavatios de potencia.

El hotel Geyser Resort en California fue el sitio de la primera planta geotérmica en los EE. UU., construida por John D. Grant en 1922 y generó electricidad para todo el complejo. En 1960, Pacific Gas and Electricity inició las operaciones de la primera planta de energía exitosa en The Geysers y hoy en día hay 21 plantas de energía geotérmica en esta área que actualmente son propiedad de Calpine Corporation y la agencia de energía del norte de California.

En la década de 1950, las bombas de calor de fuente de agua se diseñaron para fines residenciales y, en la década de 1980, se mejoraron a bombas de calor geotérmicas y la tecnología continúa evolucionando en la actualidad. Hoy más de 20 países generan energía geotérmica.

En 2008 se estimó que la energía geotérmica representó el 1% de la generación de energía. Para 2050 se estima que crecerá para proporcionar al menos el 10-20% de la energía mundial.

TIPOS DE SISTEMAS GEOTÉRMICOS

Hay tres tipos de sistemas geotérmicos

  • Plantas de energía geotérmica
  • Sistemas geotérmicos de agua caliente de uso directo
  • Sistemas de energía de suelos poco profundos

Plantas de energía geotérmica

Muchos kilómetros por debajo de la superficie de la tierra se acumula el agua subterránea que es naturalmente calentada por el magma de la tierra. Esta agua es extraída a través de pozos o pozos por la presión natural. A medida que alcanza la presión baja, se convierte en vapor que luego se usa para hacer girar la turbina conectada a un generador y su energía térmica se transfiere y almacena como energía eléctrica. Existen tres tipos de plantas geotérmicas según el tipo de líquido que se utilice para hacer funcionar la turbina. Están

  • Vapor seco: estas fueron las primeras plantas de generación de energía geotérmica que se construyeron. Fueron construidos en Larderello, Italia y en The Geysers, en el norte de California. El proponente utilizado aquí es vapor. El exceso de vapor se libera con cantidades muy pequeñas de otros gases. No se utilizan combustibles fósiles para hacer funcionar la turbina.
  • Sistema flash: cuando los fluidos hidrotermales están disponibles a temperaturas superiores a 182 °C (360 °F), se utilizan sistemas flash para hacer girar la turbina. El líquido a alta presión se rocía en un tanque de baja presión y se vaporiza inmediatamente. Este vapor se utiliza para impulsar la turbina que impulsa el generador. El líquido restante se puede evaporar en un segundo tanque, extrayendo así más energía.
  • Sistemas binarios: el líquido geotérmico que se encuentra en muchos lugares tiene menos de 210 °C y se usa en combinación con otro líquido o un «binario» que tiene un punto de ebullición más bajo que el líquido geotérmico. Los dos líquidos no entran en contacto, pero el calor se transfiere al líquido binario, vaporizándolo y este se utiliza para alimentar la turbina. Este es el tipo más común de planta geotérmica que se está construyendo ahora.

Sistemas de agua caliente geotérmica de uso directo

Esta es la tecnología que utiliza agua caliente más cerca de la superficie de la tierra directamente para calentar edificios, calles y aceras, que se encuentran cerca de depósitos que tienen una temperatura moderada de 20-150C. Estos sistemas están ubicados principalmente en el oeste de los Estados Unidos.

Se utiliza muy poca energía externa y el porcentaje de contaminantes liberados también es muy inferior. Los invernaderos y las unidades de procesamiento de alimentos también se benefician de este sistema. También se suministra agua caliente directa a las comunidades.

Sistemas de energía en terrenos poco profundos

A una profundidad de 4 a 6 metros, la temperatura del suelo se mantiene en un nivel constante de 10 a 16 °C durante todo el año. Aprovechando esto, a esta profundidad se colocan muchos metros de tubería de polietileno de alta densidad denominada ‘bucle’. Su tamaño depende de

  • la carga de calefacción y refrigeración requerida por el edificio
  • tipo de bucle instalado
  • terreno, tipo de suelo y clima local

El fluido circula en el circuito y se envía a las bombas de calor geotérmicas. Cuando se requiere calor, el líquido absorbe el calor de la tierra y cuando se desea un efecto de enfriamiento, el exceso de calor del edificio se libera a la tierra. A continuación, las bombas de calor dirigen el aire acondicionado hacia el interior del edificio.

Una ventaja adicional de este sistema es que también se puede suministrar agua caliente al edificio utilizando el mismo circuito. Durante el intercambio de calor, el exceso de calor del edificio se transfiere a su sistema de agua caliente antes de llegar al circuito de tierra. No se requiere energía adicional para calentar el agua y no se liberan gases ya que todo está en un circuito cerrado. Hace que todo el sistema sea más eficiente.

USOS DE LOS SISTEMAS GEOTÉRMICOS

Como vimos anteriormente, la geotermia se usó desde los primeros días. Es un recurso limpio y renovable ya que la temperatura de la tierra se mantiene regularmente por el calor del magma que se encuentra en su centro y la absorción del calor de la radiación solar. La energía geotérmica se utiliza de las siguientes maneras:

  • producción de electricidad
  • Requisitos de calefacción de edificios y distritos
  • Suministro de agua caliente
  • Calentar las aceras y caminos para derretir la nieve.
  • Calefacción para invernaderos para cultivar hortalizas, flores, semillas, etc.
  • Ejecutar operaciones de acuicultura para criar peces, camarones, peces tropicales y otras especies.
  • Deshidratación de alimentos como la cebolla y el ajo.
  • Usos industriales- lavanderías, secado de granos, cultivo de hongos
  • Gestión de residuos: la digestión de lodos es un proceso biológico que utiliza calor y microbios para convertir sólidos orgánicos en sustancias estables y secas.
  • Resorts y spas en la industria del turismo.

El potencial de la energía geotérmica es enorme y se puede utilizar a nivel mundial. A medida que aumentan las necesidades energéticas del mundo junto con la amenaza del calentamiento global, la energía geotérmica ahora se utiliza como una alternativa a la quema de combustibles fósiles. El costo de construcción de las plantas aún es alto, pero con los avances en tecnología y procesos, puede reducirse a niveles asequibles. Es un recurso más económico ya que no necesita transporte de materias primas ni recursos de gestión. Es una opción líder para la energía alternativa.

Comparte este artículo

Deja un comentario