INTRODUCCIÓN A LA GEOTERMIA

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.

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).

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:

	TEMPERATURAS		EJEMPLO DE UTILIZACIÓN
Muy baja entalpia	5-25ºC		Calefacción, agua caliente sanitaria mediante bombas de calor geotérmicas.
Baja entalpia	25-50ºC
Media entalpia	50-100ºC		Calefacción y producción de frió de forma directa
Alta entalpia	>150ºc		Centrales eléctricas

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.

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.