El estruendo ensordecedor de la lava en erupción, las columnas imponentes de humo gris y los temblores que sacuden la tierra: las erupciones volcánicas son un testimonio del poder abrumador de la Tierra. Por otra parte, sumergirse en un manantial caliente al aire libre, encontrando consuelo tanto para el cuerpo como para la mente, es otro regalo que ofrecen los volcanes. Esta fuerza de la naturaleza, a la vez aterradora y cautivadora, en realidad tiene el potencial de convertirse en nuestra fuente futura de energía limpia.
La energía geotérmica está ganando atención como recurso renovable en las regiones volcánicas. Aunque no es tan reconocida como la energía eólica o solar, el aprovechamiento del calor natural de la Tierra podría convertirse en una nueva opción para la energía sostenible.
La Planta Geotérmica Nesjavellir en Islandia. Las montañas en el fondo son un testimonio de la actividad volcánica de la región. Por Gretar Ívarsson
La Ciencia de la Energía Geotérmica
La energía geotérmica utiliza el calor generado por procesos naturales en lo profundo de la Tierra. El núcleo de la Tierra tiene una temperatura asombrosa de aproximadamente 5,400°C, y este calor se mueve gradualmente hacia la superficie. Normalmente, este calor solo calienta las rocas y aguas subterráneas cercanas a la superficie, pero en regiones volcánicamente activas, la intensidad del calor aumenta dramáticamente.
Los volcanes actúan como grandes respiraderos, llevando el magma (roca fundida) más cerca de la superficie de la Tierra. Mientras que parte de este magma puede erupcionar, la mayoría permanece bajo tierra, calentando continuamente las rocas y el agua circundantes.
Cuando esta agua calentada llega a la superficie, se manifiesta como manantiales calientes o géiseres. Estos fenómenos pueden durar miles de años, demostrando la estabilidad a largo plazo de la energía geotérmica.
Cómo se Aprovecha la Energía Geotérmica
Para convertir la energía geotérmica en electricidad, los ingenieros primero deben identificar puntos calientes geotérmicos. Buscan áreas donde el magma esté cerca de la superficie y perforan pozos profundos. Estos pozos se perforan hasta alcanzar rocas y agua calentadas.
El vapor llevado a la superficie a través de estos pozos se dirige a las centrales eléctricas. Allí, gira turbinas, impulsando generadores para producir electricidad. Después de la generación de energía, el vapor se enfría y vuelve a convertirse en agua.
Esta agua se reutiliza para mayor eficiencia. Por ejemplo, se podría usar para vaporizar otro líquido con un punto de ebullición más bajo (como el butano) para impulsar un generador secundario. Luego, el agua se devuelve bajo tierra para ser recalentada, y el ciclo se repite.
Este proceso se basa en el hecho de que la Tierra genera calor continuamente. Por eso la energía geotérmica es verdaderamente un recurso renovable.
Ventajas de la Energía Geotérmica
La energía geotérmica tiene muchas ventajas en comparación con otras fuentes de energía. Primero, es renovable. El calor interno de la Tierra se genera continuamente, por lo que no hay preocupación por el agotamiento.
Además, las plantas de energía geotérmica emiten muchos menos contaminantes, desechos y gases de efecto invernadero en comparación con las plantas que queman carbón, gas, petróleo o usan energía nuclear. Esto es crucial desde la perspectiva de la lucha contra el calentamiento global.
Además, las fuentes de energía geotérmica pueden ser utilizadas durante décadas o incluso más. A diferencia de otras fuentes de energía renovable como la solar y eólica, la energía geotérmica está disponible 24/7, 365 días al año. No se ve afectada por el clima o la hora del día, permitiendo un suministro de energía estable.
Iniciativas Globales en Energía Geotérmica
La energía geotérmica ya se está utilizando en muchos lugares del mundo, especialmente en regiones con actividad volcánica activa.
- Islandia: Islandia es pionera en el uso de energía geotérmica. Alrededor del 25% de su electricidad es suministrada por energía geotérmica, con casi el 100% de su electricidad proveniente de fuentes renovables. Aprovechando sus características geográficas de estar situada sobre muchos volcanes activos, Islandia utiliza la energía geotérmica no solo para la generación de energía, sino también para calefacción distrital y agricultura en invernaderos.
- Nueva Zelanda: Nueva Zelanda tiene una de las proporciones más altas de generación de energía geotérmica en el mundo. Alrededor del 17% de su electricidad es suministrada por energía geotérmica, con un enfoque único que combina el uso geotérmico tradicional Maori con la tecnología más avanzada.
- Filipinas: Las Filipinas son el tercer mayor productor mundial de energía geotérmica. Alrededor del 14% de su electricidad doméstica es suministrada por energía geotérmica, con un desarrollo activo aprovechando sus características geográficas como un archipiélago volcánico.
- Indonesia: Se dice que Indonesia tiene el mayor recurso geotérmico del mundo. Actualmente, solo alrededor del 5% de su electricidad es suministrada por energía geotérmica, pero hay planes para triplicar la capacidad de energía geotérmica para 2025.
- Estados Unidos: Estados Unidos es el mayor productor mundial de energía geotérmica. Se utiliza especialmente en las regiones volcánicas occidentales, como California y Nevada. Recientemente, los esfuerzos se han centrado en desarrollar tecnología de Sistema Geotérmico Mejorado (EGS).
- Japón: Japón posee el tercer mayor recurso geotérmico del mundo, pero su utilización es limitada. Sin embargo, desde el Gran Terremoto del Este de Japón en 2011, el interés por la energía renovable ha aumentado, y el desarrollo geotérmico está progresando gradualmente.
Desafíos y Medidas Específicas
Aunque la energía geotérmica tiene muchas ventajas, también existen algunos desafíos. Aquí los principales desafíos y sus medidas de contrarresto:
- Altos Costos Iniciales: La construcción de plantas de energía geotérmica requiere una inversión inicial significativa.
Medidas de contrarresto: Introducción de subsidios gubernamentales y incentivos fiscales, garantía de contratos de compra de energía a largo plazo para promover la inversión privada, reducción de costos a través de la innovación tecnológica (por ejemplo, desarrollo de tecnologías de perforación más eficientes) - Restricciones Geográficas: Los recursos geotérmicos están concentrados en regiones específicas.
Medidas de contrarresto: Desarrollo de tecnología de Sistema Geotérmico Mejorado (EGS), desarrollo de sistemas de energía geotérmica a pequeña escala - Impacto Ambiental: Existen riesgos de subsidencia del terreno y pequeños terremotos asociados con el desarrollo geotérmico.
Medidas de contrarresto: Introducción de sistemas de monitoreo continuo del suelo, desarrollo de tecnologías de optimización de inyección de agua - Emisión de Gases Nocivos: Los fluidos geotérmicos pueden contener gases nocivos, como el sulfuro de hidrógeno.
Medidas de contrarresto: Adopción de sistemas de circuito cerrado, mejora de sistemas de eliminación de gases - Agotamiento de Recursos: La extracción excesiva puede llevar al agotamiento de recursos geotérmicos.
Medidas de contrarresto: Introducción de planes de gestión sostenible de recursos, mejora de tecnologías de simulación de reservorios geotérmicos
Últimas Innovaciones Tecnológicas
El campo de la energía geotérmica ha visto notables innovaciones tecnológicas en los últimos años. Por ejemplo, investigaciones anunciadas en 2022 están avanzando en el desarrollo de sistemas geotérmicos supercríticos. Estos operan bajo condiciones de temperatura y presión más altas que los sistemas geotérmicos convencionales, lo que potencialmente permite una extracción de energía más eficiente.
También se están llevando a cabo esfuerzos para optimizar la exploración de recursos geotérmicos y las operaciones de plantas eléctricas utilizando tecnologías de inteligencia artificial (IA) y aprendizaje automático. Se espera que esto permita identificar de manera más precisa sitios geotérmicos prometedores y mejorar la eficiencia de generación de energía.
Además, la tecnología de extracción de litio está ganando atención como una nueva aplicación de la energía geotérmica. Al recuperar litio de las aguas residuales de las plantas de energía geotérmica, puede ser posible contribuir al suministro de recursos críticos necesarios para la producción de baterías para vehículos eléctricos.
Conclusión
La energía geotérmica tiene el potencial de desempeñar un papel crucial en nuestro futuro sostenible como fuente de energía limpia y renovable. Al aprovechar el calor natural de las regiones volcánicas, podemos reducir potencialmente nuestra dependencia de los combustibles fósiles y reducir significativamente las emisiones de gases de efecto invernadero.
Iniciativas globales y las últimas innovaciones tecnológicas están mejorando aún más la extracción y utilización eficiente de la energía geotérmica. Aunque quedan desafíos, se están desarrollando medidas específicas para abordarlos, y los beneficios a largo plazo de la energía geotérmica son claros. Como una fuente de energía disponible 24/7, 365 días al año, no afectada por condiciones climáticas, la energía geotérmica sirve como un complemento importante a otras fuentes de energía renovable.
En lugar de temer el poder de los volcanes, al aprovecharlo sabiamente, podemos abrir nuevos caminos para satisfacer nuestras crecientes necesidades energéticas mientras protegemos el medio ambiente. El futuro de la energía geotérmica es brillante y se espera que ocupe una posición importante en la combinación de energía sostenible. Más allá del rugido de las erupciones y el vapor de los manantiales calientes se encuentra el futuro de la energía limpia.
Could we use volcanoes to make electricity?
Geothermal power generates higher living standards, lower heating costs and less pollution
Geothermal key to Iceland’s path to 100% renewables and overall good investment
Philippines is 3rd largest geothermal market globally: Fitch
New Zealand: A natural lab for volcano-tectono-hydrothermal interactions
A Stanford study analyzes the techno-economics of enhanced geothermal systems across the continental United States under baseline and advanced scenarios.
Geothermal power in Japan
