¿Cómo se transforma la energía geotérmica?

Proceso de la central geotérmica

La tecnología geotérmica extrae el calor que se encuentra en el subsuelo de la tierra, que puede utilizarse directamente para calefacción y refrigeración, o convertirse en electricidad. Sin embargo, para generar electricidad se necesitan recursos de media o alta temperatura. Éstos suelen estar situados cerca de regiones tectónicamente activas donde el agua caliente y/o el vapor son transportados a la superficie terrestre o se puede acceder a ellos a poca profundidad.

Las principales ventajas de la energía geotérmica son su bajo coste y su capacidad para funcionar todo el año con altos factores de capacidad. Esto le permite suministrar electricidad firme y despachable y, si se incentiva, servicios auxiliares al sistema eléctrico. A medida que aumenta la penetración de la energía solar y eólica, estas características adquieren más valor.

El coste nivelado de la electricidad (LCOE) de los proyectos de energía geotérmica se situó por término medio entre 0,049 y 0,085 USD por kWh entre 2010 y 2020. Como recurso renovable, la geotermia cubre una parte importante de la demanda de electricidad en países como Islandia, El Salvador, Nueva Zelanda, Kenia y Filipinas, y satisface más del 90% de la demanda de calefacción en Islandia.

¿Cuál es la principal fuente de energía geotérmica?

Un generador eléctrico es un dispositivo que convierte una forma de energía en electricidad. Hay muchos tipos diferentes de generadores eléctricos. La mayor parte de la electricidad que se genera en el mundo procede de generadores basados en el descubrimiento del científico Michael Faraday en 1831 de que mover un imán dentro de una bobina de alambre hace (induce) que fluya una corriente eléctrica por el alambre. Fabricó el primer generador de electricidad llamado disco de Faraday, que funciona a partir de esta relación entre magnetismo y electricidad y que condujo al diseño de los generadores electromagnéticos que utilizamos hoy en día.

Los generadores electromagnéticos utilizan un electroimán -un imán producido por la electricidad- y no un imán tradicional. Un generador electromagnético básico tiene una serie de bobinas aisladas de alambre que forman un cilindro estacionario -llamado estator- que rodea un eje electromagnético -llamado rotor-. Al girar el rotor, fluye una corriente eléctrica en cada sección de la bobina de alambre, que se convierte en un conductor eléctrico independiente. Las corrientes de las secciones individuales se combinan para formar una gran corriente. Esta corriente es la electricidad que circula desde los generadores hasta los consumidores a través de las líneas eléctricas. Los generadores electromagnéticos accionados por motores cinéticos (mecánicos) son responsables de casi toda la generación de electricidad en Estados Unidos.

Mostrar la transformación de la energía en una central geotérmica

Si caváramos un gran agujero en el interior de la Tierra, notaríamos que la temperatura aumenta a medida que nos adentramos en ella. Esto se debe a que el interior de la Tierra está lleno de calor. Este calor se llama energía geotérmica.

En las centrales geotérmicas se perforan pozos de 1 ó 2 kilómetros de profundidad para bombear vapor o agua caliente a la superficie. Lo más probable es que encuentres una de estas centrales en una zona con muchas fuentes termales, géiseres o actividad volcánica, porque son lugares donde la Tierra está especialmente caliente justo debajo de la superficie.

No toda la energía geotérmica procede de centrales eléctricas. Las bombas de calor geotérmicas pueden hacer todo tipo de cosas: desde calentar y enfriar casas hasta calentar piscinas. Estos sistemas transfieren el calor bombeando agua o un refrigerante (un tipo especial de fluido) a través de tuberías situadas justo debajo de la superficie de la Tierra, donde la temperatura es constante (entre 15 y 20 °C).

En invierno, el agua o el refrigerante absorben el calor de la Tierra y la bomba lo transporta al edificio. En verano, algunas bombas de calor pueden funcionar a la inversa y ayudar a enfriar los edificios.

¿Cuál es el origen de la energía geotérmica?

La energía geotérmica se produce por el calor del interior fundido de la Tierra. Esta energía se aprovecha para generar electricidad cuando se inyecta agua a gran profundidad bajo tierra y regresa en forma de vapor (o agua caliente, que posteriormente se convierte en vapor) para accionar una turbina en un generador de energía eléctrica.

Los recursos geotérmicos de temperatura moderada a baja también se utilizan para calentar edificios directamente y para proporcionar calefacción mediante sistemas de calefacción urbana en los que el calor se distribuye a residencias y edificios comerciales desde una fuente central. La mayoría de los yacimientos geotérmicos de Estados Unidos se encuentran en los estados occidentales, Hawai y Alaska, donde los límites entre las enormes placas de la corteza terrestre proporcionan una concentración de actividad geológica que atrapa el calor generado por la desintegración nuclear de elementos radiactivos.

Aunque Estados Unidos genera más electricidad a partir de la energía geotérmica que cualquier otro país del mundo, en 2015 representaba una pequeña fracción del 1% de nuestro suministro total de energía. Se espera que esa fracción crezca a un ritmo de aproximadamente el 4,9% anual de aquí a 2040, cuando se prevé que represente hasta el 4,6% de la generación de electricidad. Pero su contribución total al consumo energético estadounidense seguirá siendo inferior al 1% en un futuro próximo.