¿Qué es la Energía Geotérmica? Ventajas y Desventajas

¿Sabías que la energía geotérmica es una de las más económicas del mundo? Está ampliamente aceptado que el modelo energético actual es insostenible. Por lo tanto es necesaria una transición energética para frenar el aumento progresivo de las temperaturas a nivel global. Hay que impulsar no solo las energías renovables eléctricas (solar fotovoltaicas, eólica…), sino también las energías renovables térmicas (geotérmica, solar térmica, aerotermia…) España necesita realizar las investigaciones y estudios necesarios con nuevas exploraciones, para conocer su potencial geotérmico profundo. Tenemos un recurso sostenible bajo nuestros pies que no utilizamos.

Según el Consejo Europeo de Energía Geotérmica (EGEC), el sector eléctrico está lejos de estar descarbonizado. El 80% del sector de calefacción y refrigeración se basa en combustibles fósiles, y la descarbonización del sector del transporte es aún menor. 

Si quieres conocer las ventajas y desventajas de la energía geotérmica, no dejes de leer este artículo. 

¿Qué es la energía geotérmica? Definición

En los últimos años se han desarrollado y afianzado tecnologías que promueven la conservación del medio ambiente, un estilo de vida sostenible y una sociedad más verde. Por ello, el interés de gobiernos y empresas en desarrollar políticas y estrategias que vayan de la mano con el cuidado del planeta. 

Una de estas iniciativas es la “energía geotérmica” como alternativa energética renovable, donde se aprovecha el calor de la corteza de la Tierra. Ahora bien, antes de profundizar en el conocimiento de la energía geotérmica vamos a explicar a grosso modo de dónde proviene este término:

• Geo (griego): tierra. 
• Thermos (griego): calor. 

Entendiendo la palabra “geotérmica” como el “calor de la Tierra”, significa que en su interior presenta una energía térmica, cuya temperatura a mayor profundidad es superior. 

Podemos decir que la energía geotérmica es aquella que utiliza el calor de la Tierra, que se genera, en gran medida, en el núcleo del planeta. Esta energía térmica o calórica es conservada y transportada a través de rocas incandescentes en contacto con fluidos internos de la Tierra que pueden estar a muy alta temperatura. 

• La energía geotérmica es una alternativa sostenible. 

Geotermia: Fuente de energía renovable

La energía geotérmica es sin duda alguna, una fuente de energía renovable y que ha tenido un gran auge en los últimos años, especialmente en Estados Unidos, Japón y el norte de Europa. Pero se espera un crecimiento aún mayor en la próxima década. Islandia gracias a sus características, es el principal referente del uso de esta energía calorífica como fuente de calor y electricidad.

Los sistemas híbridos que combinan la energía geotérmica con la energía fotovoltaica pueden lograr un 100% de autoconsumo.

Tipos de energía geotérmica en función de la temperatura

Muy baja temperatura:

El Sol es la fuente principal del calor superficial por delante del calor interno de la Tierra. La insolación recibida por el subsuelo en los primeros 100 o 200 metros de profundidad, se utiliza en geotermia superficial, geotermia somera o de muy baja temperatura (menos de 30 grados centígrados). Un sistema con bomba geotérmica intercambia el calor y el frío para los edificios y facilita agua caliente sanitaria.

Baja temperatura:

Geotermia urbana (entre 30 y 100ºC) que utiliza la energía almacenada en la corteza terrestre, para climatizar pueblos, balnearios, industrias…

Media temperatura:

Un poco más en profundidad, se pueden encontrar temperaturas (entre 100ºC y 150ºC) necesarias para climatizar industrias, ciudades, etc, o para generar electricidad.

Alta temperatura:

El calor de origen profundo del núcleo terrestre se emplea para la geotermia profunda o de alta temperatura (más de 150ºC) y altas presiones. Puede encontrarse entre 400 metros y 8 kilómetros de profundidad. Se utiliza principalmente para la producción de electricidad.

• El calor terrestre puede generar electricidad, ser utilizado para calefacción, refrigeración, obtención de agua caliente sanitaria u otros usos industriales o particulares.

Geotermia horizontal, vertical y por agua subterránea

La energía geotérmica superficial se capta a través de las siguientes técnicas:

• Técnica de captación horizontal enterrada.
• Técnica de captación vertical mediante sondas geotérmicas.
• Técnica de captación por ríos, lagos o agua subterránea.

Se hacen perforaciones en el suelo, con la profundidad necesaria según la zona y su uso. 

Las tres técnicas de captación y aprovechamiento del calor del subsuelo terrestre se caracterizan por: 

Técnica de captación horizontal enterrada

Esta funciona a poca profundidad (entre 0,5 y 1,5 metros) y se realiza a través de un seriado de tuberías de polietileno o colectores ubicados de manera horizontal.

Técnica de captación vertical mediante sondas geotérmicas

Es ideal cuando no se cuenta con el espacio necesario para emplear la técnica de captación anterior. Aquí las tuberías están dispuestas de manera vertical y pueden llegar a alcanzar una profundidad de 150 metros o más. 

Técnica de captación por ríos, lagos o aguas subterráneas

Esta técnica utiliza las masas de agua caliente como “las aguas termales” o pozos de agua fría, muy útiles para hacer un intercambio térmico. 

Las tres técnicas de captación geotérmica superficial son empleadas generalmente en las diferentes edificaciones para climatizar y obtener agua caliente sanitaria. 

La calefacción de distrito geotérmica permite compartir una gran instalación entre múltiples hogares. Una red de distrito puede llegar a climatizar una ciudad entera y facilita la descarbonización.

Cómo funciona una bomba de calor geotérmica

Una bomba de calor geotérmica genera frío en verano, calor en invierno, pero también puede generar frío y calor de forma simultánea y agua caliente sanitaria todo el año. 

• Dos pozos de succión e impulsión hacen circular agua glicolada, con anticongelante, por la bomba de calor a través de un circuito cerrado en instalaciones horizontales o verticales. En instalaciones con agua subterránea se hace circular esa misma agua, sin agotar el recurso. La temperatura constante de 15ºC permite rendimientos óptimos durante todo el año. 
• El agua glicolada pasa por el evaporador para transferir energía al gas refrigerante. 
• El compresor eleva la temperatura del refrigerante gaseoso. 
• El condensador recibe la energía del refrigerante para transmitirla al sistema de calefacción (preferentemente suelo radiante) y al depósito del agua caliente sanitaria.  
• A través de la válvula de expansión, el refrigerante vuelve a la bomba de calor geotérmica.
• Frío: Un intercambiador recoge y envía el calor del edificio al agua glicolada para refrigerarlo. El calor absorbido por este sistema, devuelve la energía sobrante a la bomba de calor.
• Y se reinicia el circuito.

Este es uno de los sistemas de climatización de edificios más eficientes que existen.

¿Cuál es el precio de una instalación geotérmica?

¿Cuánto cuesta una instalación geotérmica? El precio es relativo y varía según los siguientes factores: 

• La demanda energética necesaria.
• Tipo y propiedades del terreno.
• Condiciones climatológicas.
• Disponer o no de espacio físico para construir un campo de captación cercano.
• Disponer o no de una red de climatización urbana de distrito centralizada donde poder conectarse.
• Ubicación de la sala de máquinas.
• Tipo de captación.
• Edificación nueva o rehabilitación de edificio existente.

Sistemas geotérmicos estimulados en roca caliente seca

Para recuperar el calor en roca caliente seca, es necesario inyectar agua o algún fluido artificialmente. Estos yacimientos geotérmicos estimulados se consiguen gracias a una fracturación de la roca a gran profundidad. El calor subterráneo de la roca se transfiere al vapor de agua o fluido transportador de la energía. El agua se envía a la superficie para producir energía eléctrica y se vuelve a inyectar para no agotar los recursos geotérmicos.

• Para la industria de la energía, la geotermia resulta un negocio rentable y armónico con el medio ambiente. 

¿Cuáles son las ventajas de la energía geotérmica? Características

La energía geotérmica se caracteriza por ser una energía renovable y amigable con el medio ambiente. Algunas de las ventajas que se pueden considerar son:

• Es una energía renovable inagotable. Es una alternativa a la energía producto del combustible fósil y demás recursos no renovables. 
• Produce menos residuos contaminantes, por consiguiente, su impacto ambiental es reducido. 
• Es una energía económica, después de la inversión inicial. 
• Bajo coste de mantenimiento.
• A diferencia de las demás industrias energéticas, esta no genera ruido. 
• La energía geotérmica puede explotarse  a nivel mundial, sobre todo la superficial de media o baja temperatura.
• No está sujeta a precios internacionales sino nacionales. 
• Es una fuente constante de energía, 365 días al año, 24 horas al día, a diferencia de la solar o la eólica.
• Se puede predecir cuánto se va a generar una central geotérmica, sin depender de la meteorología. No hay fenómenos meteorológicos que afecten a la producción de energía constante.
• La emisión de CO2 es reducida e incluso nula, en las plantas geotérmicas. 
• Evita el riesgo sanitario de la legionela, asociado a las torres de refrigeración que no son necesarias.
• No tienen impacto visual en edificios (como los aires acondicionados), ya que la maquinaria se instala en el interior.
• Reduce el efecto isla de calor urbana, ya que no emite calor al exterior en verano.

@javierdasi_objetivoluz

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♬ sonido original – Javier Dasí | Objetivo Luz

¿Cuáles son las desventajas de la energía geotérmica?

A pesar de las grandes ventajas que presenta la energía geotérmica en cuanto a lo industrial, económico y ambiental, algunos de sus inconvenientes son:

• No se puede transportar.
• El coste de una  instalación superficial puede ser elevado en edificios ya construidos, aunque es muy rentable a largo plazo. En edificaciones nuevas, es mucho más económico y fácil de ejecutar.
• Las grandes centrales geotérmicas para la generación de electricidad, ocasionan el deterioro del paisaje. 
• La geotermia profunda, no puede ser captada en cualquier parte del mundo.
• En las plantas de yacimientos secos se han generado sismos por la fracturación o por el enfriamiento de las rocas calientes. 
• Es un sistema energético que si utiliza agua de carácter sulfuroso (sulfuro de hidrógeno), genera un leve olor fétido a huevo podrido. Contrariamente, esta agua medicinal, es la que tiene mejores propiedades terapéuticas.
• La geotermia profunda, puede contaminar aguas de las proximidades con sustancias peligrosas cómo el arsénico o el amoniaco procedentes de rocas o agua a gran profundidad. De todos modos, las emisiones de gases de las plantas de energía geotérmica son muy inferiores, en comparación con las plantas de electricidad que se basan en la combustión de combustibles fósiles.

Electricidad, calefacción y refrigeración geotérmica en España

En los años 70′ el Instituto Geológico y Minero de España presentó el mapa donde se delimitan las áreas que son fuente potencial de energía geotérmica en España, y las más importantes son:

• Andalucía y Murcia (sureste). 
• Cataluña (noreste). 
• La Coruña (noroeste). 
• Madrid (Centro de la península). 

No obstante, según estos estudios, donde más se concentra la energía calórica es en las Islas Canarias  (islas volcánicas).

• 1 km3 de roca incandescente a 250ºC genera lo mismo que 40.000.000 de barriles de petróleo. 

IDAE publicó en 2020 una actualización del potencial en la península. Sin embargo, esta energía limpia es muy poco utilizada en España. Hay muy pocos trabajos de exploración geológica profunda. Sin estudios, ni investigación hay desconocimiento de las características del suelo profundo. Sin inversiones como las realizadas en los principales países europeos (Francia, Alemania, Bélgica, Países Bajos…), las empresas españolas, no pueden desarrollar este tipo de energía. Las políticas de apoyo a la geotermia son ineficientes en España, por falta de reconocimiento de su enorme potencial y una conciencia insuficiente sobre su competitividad.

Por el panorama anterior, no se ha expandido suficientemente la calefacción geotérmica en España, ideal para ofrecer calefacción a los hogares, comercios, oficinas, colegios, hospitales…

La Plataforma Europea de las energías renovables térmicas (RHC-ETIP) es una red, que reúne a todos los sectores de la biomasa, geotérmica, solar térmica, bombas de calor y calefacción y refrigeración de distrito y almacenamiento térmico para definir una estrategia común para aumentar el uso de energías renovables y las tecnologías energéticas para calefacción y refrigeración.

El Instituto Cartográfico y Geológico de Cataluña (ICGC) junto con la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB), han desarrollado una aplicación para evaluar el potencial geotérmico profundo.  3DHIP-Calculator es una herramienta, que utiliza el método volumétrico USGS «Heat-in-Place (HIP)» y la energía térmica recuperable con modelos geológicos en 3D, para generar mapas y descubrir zonas con potencial geotérmico.

• La energía geotérmica puede calentar en invierno y enfriar en verano.

Hace diez años era poco conocida la energía geotérmica en Europa y hoy en día es un tema de interés social, ecológico, político e industrial, clave en la transición energética. Excepto en España, donde prácticamente nadie habla de ella. Para reducir la dependencia energética del exterior, es necesario reducir al mínimo las fuentes de energía de origen fósil.

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