Comenzamos una serie de post relacionados
con la geotermia para ir poco a poco valorando diferentes aspectos de esta,
tanto teóricos como en ejecución, aplicaciones y métodos de investigación.
Para empezar decir que el término
geotermia se refiere a aquella
porción del calor de la Tierra que puede o podría ser recuperado y explotado
por el hombre. Al aumentar la profundidad, la tierra experimenta un aumento de
la temperatura que se llama gradiente geotérmico.
Los volcanes, fuentes termales,
fumarolas, geyseres son la forma visible del calor en el interior de la Tierra,
pero existen otros menos visibles, todos ellos vinculados a la teoría de la
Tectónica de placas.
El gradiente geotérmico en la
mayor parte del globo es de 2,5-3 ºC por cada 100 m o los que es lo mismo,
25-30 ºC cada kilómetro en profundidad. Pero en la superficie los primeros 5-10
m viene condicionados por la temperatura exterior, hasta los 50 m de
profundidad la temperatura no sufre oscilaciones y, a partir de los 50 m,
siguiendo el gradiente geotérmico indicado. En España, la temperatura a partir
de los 5 m ronda los 15 ºC y, 17ºC entre los 15-20 m.
Pero existen zonas denominadas
regiones de gradiente geotérmico anómalo en las que la relación temperatura/profundidad
es mayor a 3ºC/100 m y están situadas sobre zonas de la corteza geológicamente
activas.
Para entender la relación entre
la tectónica de placas y el gradiente geotérmico hacemos una breve descripción
de las capas de la Tierra.
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| Convección térmica |
- - Corteza terrestre. Espesores variables entre 5-6
km y 20-65 km en zonas continentales. Temperaturas de 0-1000ºC
- - Manto: espesor de unos 2900 km. Temperaturas de
3000ºC
- - Núcleo: espesor de unos 3500 km. Temperaturas de
3500-4200ºC
La litosfera (formada por la
corteza y parte más externa del manto) se mantiene flotando sobre la astenosfera
(parte liquida del manto).
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| Placas tectonicas principales |
En esta astenosfera se produce
convección térmica, producida por las diferentes temperaturas entre los
distintos niveles de la astenosfera, que da lugar a la formación de dorsales
(formación de nueva corteza) y zonas de subducción (donde la litosfera
desaparece). Donde se producen estos fenómenos son las zonas denominadas como
geológicamente activas. Estas zonas de subducción y dorsales delimitan las 6
grandes placas tectónicas. Estas placas a su vez se dividen en subplacas. Todas
estas zonas de límites de placas y subplacas es donde se producen las mayores
manifestaciones de la existencia de este calor en el interior de la Tierra con
fenómenos geológicos como terremotos, volcanes,…. Estas son zonas de muy alto
interés geotérmico.
Se estima que el calor de
superficie de la Tierra proviene en un 4% del núcleo, en un 77 % del manto y un
19% de la corteza.
Así pues, según la temperatura de
cada zona geológica, podríamos clasificar según la energía geotérmica obtenida:
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TEMPERATURAS
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EJEMPLO DE UTILIZACIÓN
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Muy baja entalpia
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5-25ºC
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Calefacción, agua caliente sanitaria mediante
bombas de calor geotérmicas.
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Baja entalpia
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25-50ºC
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Media entalpia
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50-100ºC
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Calefacción y producción de frió de forma directa
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Alta entalpia
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>150ºc
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Centrales eléctricas
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| Usos de la energía geotermica |
Las posibilidades de la geotermia
como fuente de de generación de energía
térmica y eléctrica no se limitan, como suele creerse, a las zonas con
condiciones geológicamente favorables (zonas de dorsal y subducción), sino que
existen tecnología y usos que permiten utilizar estos recursos a temperaturas
notablemente inferiores.
Para la climatización de
edificios estaríamos hablando de una geotermia somera o de muy baja entalpía,
donde se trata de extraer o introducir calor en el subsuelo poco profundo o
acuíferos. Se busca aprovechar la estabilidad térmica del terreno. Existen sistemas
verticales, horizontales, cerrados, abiertos, etc. Para la climatización de
edificios uno de los elementos fundamentales es la bomba de calor. El
uso reversible de la bomba de calor resulta fundamental, de manera que el
terreno nos puede aportar calor en invierno y frío en verano. Para ello existe
la necesidad de un compresor con su
consecuente consumo energético, pero que por cada kW de energía eléctrica que
consume se generan entre 3 y 5 kW (dependiendo de la tecnología empleada),
mientras que en los sistemas convencionales se generan la mitad. Por ello se
sigue considerando como renovable debido a que la energía aprovechada es mayor
a la necesaria para que el sistema funcione.
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| Ejemplo instalaciones geotermicas |
El terreno actúa de foco térmico
estable que se regenera de forma natural. Para su uso en el terreno se instalan
unos intercambiadores formados por tuberías de polietileno distribuidos de
manera horizontal o vertical. En los intercambiadores horizontales, aunque su
instalación es más sencilla requieren de una amplia superficie de terreno y la temperatura
del terreno viene influenciada por la temperatura ambiental. Los
intercambiadores verticales necesitan una superficie de terreno mucho menor,
pero con una inversión mayor y no sufren las condiciones de temperatura
ambientales sino las del terreno que son constantes.
