La Energía Geotérmica
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La Energía Geotérmica
La energía geotérmica es el calor del interior de la Tierra. Se cree que este calor se genera por la descomposición natural del material radiactivo. Es virtualmente inagotable, una vasta fuente potencial de energía. Pero, ¿puede ser aprovechada económicamente y en cantidades suficientemente grandes para ser útil?
Teóricamente, la energía geotérmica podría obtenerse en cualquier punto de la Tierra perforando lo suficientemente profundo y proporcionando algún método para extraer el calor.Entre las Líneas En la mayor parte del mundo, la masa interior caliente es demasiado profunda para alcanzarla con la tecnología de perforación existente.
Puntualización
Sin embargo, en algunas áreas las grandes fuentes de calor están muy cerca de la superficie. Esto es cierto para partes del oeste de los Estados Unidos, Nueva Zelanda, Islandia e Italia.
Las fuentes de calor, los géiseres y la reciente actividad volcánica indican frecuentemente la presencia de reservas térmicas cerca de la superficie.
Formas de energía geotérmica
Tres formas básicas de calor geotérmico han sido utilizadas para propósitos humanos: vapor natural, agua caliente y roca seca y caliente. Hasta ahora, el vapor geotérmico se ha utilizado principalmente para generar electricidad. El agua caliente -con y sin vapor- se ha empleado en gran medida para fines de calefacción en unos pocos lugares.Si, Pero: Pero su aplicación a la generación de energía sólo se está estudiando seriamente ahora. La roca seca y caliente, que es el mayor recurso de calor, aún no ha sido explotada comercialmente.Si, Pero: Pero se están probando nuevos métodos para utilizarla.
Del vapor a la electricidad
La aplicación comercial de la energía geotérmica para la generación de electricidad se remonta a 1904 en Larderello, Italia. Hoy en día esta área en el centro de la Toscana produce el 10 por ciento de la energía geotérmica del mundo.Entre las Líneas En todo el mundo, la energía eléctrica también se produce a partir de fuentes geotérmicas en 24 países del mundo.Entre las Líneas En 2005 los 10 mayores productores eran los Estados Unidos, Filipinas, México, Indonesia, Italia, Japón, Nueva Zelanda, Islandia, Costa Rica y El Salvador.
Los géiseres son un campo de vapor natural en el norte de California (contemple varios de estos aspectos en la presente plataforma online de ciencias sociales y humanidades). Fue la primera instalación geotérmica en los Estados Unidos. The Geysers sigue siendo el mayor productor mundial (o global) de energía geotérmica renovable. El vapor se recoge de varios pozos, se filtra y pasa a través de turbinas que impulsan los generadores eléctricos. Debido a las presiones y temperaturas más bajas del vapor en los Geysers, la cantidad de calor disponible que se convierte en energía eléctrica es menor que la alcanzada por las plantas convencionales de combustibles fósiles.
Aviso
No obstante, este tipo de instalación geotérmica cuesta menos y es más fácil de construir que una planta de vapor convencional de la misma capacidad. Una vez construida y puesta en funcionamiento, el “combustible” que hace funcionar los generadores es prácticamente gratis. Estos factores suelen compensar la menor eficiencia del calentamiento geotérmico.
El costo (o coste, como se emplea mayoritariamente en España) total de la energía de vapor natural es menor que el de la energía generada por las plantas de combustible fósil o nuclear.
Puntualización
Sin embargo, la tecnología es limitada en su aplicación. (Tal vez sea de interés más investigación sobre el concepto). Esto se debe a que es poco probable que se descubran campos adicionales de “vapor seco” (vapor no mezclado con agua caliente).Si, Pero: Pero los géiseres han producido con éxito un suministro constante de energía de vapor natural desde la década de 1960. Quince plantas geotérmicas funcionan en los Geysers. Los géiseres pueden generar hasta 725 megavatios de electricidad. Eso es suficiente para alimentar una ciudad del tamaño de San Francisco. La operación de los Geysers proporciona el 24 por ciento de la energía renovable de California y el 40 por ciento de la energía geotérmica de los Estados Unidos.
De agua caliente a electricidad
Los pozos geotérmicos en la región de Geysers en California y en Larderello en Italia producen vapor sin agua caliente. Es más común que los pozos geotérmicos produzcan una mezcla de vapor y agua caliente. El vapor se produce porque una porción del agua caliente hierve espontáneamente al salir a la superficie.
La combinación de vapor y agua caliente no es tan económicamente útil como el vapor seco. El pozo geotérmico debe producir cantidades mucho mayores de fluido para la capacidad de generación de una planta determinada.
Una Conclusión
Por lo tanto, se debe eliminar más agua, generalmente mediante su reinyección en la Tierra.
Otros Elementos
Además, normalmente sólo se utiliza el vapor para generar energía; hasta la mitad del calor disponible puede ser desechado con el agua. [rtbs name=”crisis-del-agua”] Por consiguiente, la eficiencia global en el uso de la energía térmica original es correspondientemente menor que en el caso del vapor seco.
Hay muchos lugares en los que se encuentran pozos de agua caliente sin vapor. Sólo se ha hecho un uso limitado de estos recursos. Un método para aprovechar esta energía se conoce como el “ciclo de la turbina de vapor”. Este método hace pasar el agua caliente bajo presión a través de un intercambiador de calor. El agua hace que se vaporice un líquido secundario sellado con un punto de ebullición más bajo. (El isobutano o el freón se utilizan a menudo como líquido secundario.) El vapor se expande a través de una turbina, que acciona un generador eléctrico. Luego se condensa en un líquido y se devuelve al intercambiador de calor para iniciar el ciclo de nuevo. El agua del pozo original no hierve porque se mantiene a una presión considerable.
Una Conclusión
Por lo tanto, el agua se devuelve al suelo.
La característica más importante del concepto de la turbina de vapor es que permite la generación de electricidad a partir de aguas geotérmicas a temperaturas que no serían prácticas ni eficientes para las turbinas de vapor. Rusia tiene instalaciones de este tipo en funcionamiento en la región del norte del Cáucaso.Entre las Líneas En los Estados Unidos también están funcionando actualmente varias pequeñas unidades prototipo.
Otro método es el concepto de “flujo total” (contemple varios de estos aspectos en la presente plataforma online de ciencias sociales y humanidades). Fue formulado en el Laboratorio Lawrence Livermore de la Administración de Investigación y Desarrollo Energético de los Estados Unidos (ERDA). El concepto de flujo total está diseñado para convertir una porción de la energía térmica de la mezcla de vapor presurizado y agua caliente directamente en energía cinética. Esto se hace mediante el uso de una boquilla convergente-divergente, aproximadamente comparable a un motor a reacción. (Tal vez sea de interés más investigación sobre el concepto). La salida de alta velocidad resultante se utiliza para accionar una turbina de impulso hidráulico modificada. La turbina a su vez hace funcionar un generador eléctrico. Este sistema produce entre un 25 y un 40 por ciento más de energía que otros métodos diseñados para extraer energía de las aguas geotérmicas a las temperaturas y presiones correspondientes.
Un ejemplo del método de flujo total está funcionando en Cerro Prieto, México. La instalación fue originalmente parte de un proyecto de demostración originalmente patrocinado por el Departamento de Energía de EE.UU. (DOE) en la década de 1970.Entre las Líneas En 2010, la instalación de Cerro Prieto se había ampliado a cuatro plantas de energía. Ahora es uno de los mayores campos geotérmicos productores del mundo.
Agua caliente para calefacción
El agua caliente de fuentes subterráneas se ha utilizado ampliamente durante muchos años en Islandia. Se utiliza para calefacción y para generar electricidad. Hoy en día, casi todos los edificios de la nación se calientan con agua caliente canalizada a través de una elaborada red de pozos geotérmicos y aguas termales. De hecho, sólo el 0,1 por ciento de la producción de electricidad de Islandia proviene de combustibles fósiles.
Los edificios residenciales y comerciales también se calientan con agua geotérmica en otros países. Entre ellos se encuentran Suecia, Turquía, Islandia, Japón, Hungría, Italia y Nueva Zelanda.Entre las Líneas En el oeste de los Estados Unidos, los pozos de agua caliente proporcionan calor a más de 270 comunidades. Entre ellas se encuentran Boise, Idaho y Klamath Falls, Oregon.
En Japón, otras aplicaciones han incluido el calentamiento del suelo y proyectos experimentales de piscicultura. El agua geotérmica se emplea con fines industriales en Rusia y Nueva Zelanda. Allí se utiliza en sistemas de aire acondicionado y refrigeración, y para proporcionar calor a invernaderos, estanques de peces y granjas de ganado.
Roca seca y caliente
Los usos prácticos de la energía geotérmica se han asociado (véase qué es, su concepto jurídico; y también su definición como “associate” en derecho anglo-sajón, en inglés) al vapor natural o a una mezcla de vapor y agua caliente.
Puntualización
Sin embargo, las pruebas indican que, con mucho, el mayor recurso potencial de energía geotérmica es la roca seca y caliente. La roca alcanza temperaturas de unos 240° C a una profundidad de unos 4 kilómetros.
Un método prometedor para extraer el calor de los depósitos de roca seca es el método de roca seca caliente (HDR). El HDR emplea una técnica similar a la utilizada en la recuperación de petróleo.Entre las Líneas En este esquema, se localiza un área de alto flujo de calor del interior de la Tierra. Se perforan dos pozos profundos en roca sólida que se superpone al flujo de calor. Los pozos están diseñados para formar un bucle cerrado. El agua fría bajo una presión muy alta es forzada dentro de un pozo. Esto crea una red de grietas en la roca circundante. El agua presurizada es calentada por la roca caliente. El agua sube a través del segundo pozo a la superficie, donde entra en un intercambiador de calor. Este proceso se ha utilizado para alimentar generadores eléctricos en un sitio experimental cerca de los Álamos, Nuevo México.
Un método de HDR mejorado crearía grandes grietas artificiales por medio de explosivos relativamente potentes. Entonces el agua de la superficie podría circular a través de las grietas para extraer el calor. Esta técnica requiere una amplia investigación porque hay varios problemas importantes en juego: el efecto de las ondas explosivas en las instalaciones de la superficie; la economía de crear suficiente superficie de roca fresca para extraer el calor en cantidades útiles; y la velocidad con que la roca conducirá el calor a las grietas de las que se está extrayendo.
Localización de recursos geotérmicos
Las fuentes de energía geotérmica deben ser localizadas y exploradas antes de que puedan ser utilizadas. Uno de los primeros pasos más importantes es identificar y esbozar amplias regiones en las que el flujo de calor hacia afuera cerca de la superficie de la Tierra es significativamente mayor que el promedio. Por diversas razones, las temperaturas en la superficie pueden ser engañosas.
Una Conclusión
Por lo tanto, es más fiable hacer mediciones a profundidades de unos 20 a 90 metros.
En el pasado, la exploración geotérmica se ha limitado en gran medida a lugares cercanos a las fuentes termales, y ha utilizado métodos desarrollados por la industria petrolera. Estas técnicas no son necesariamente adecuadas para descubrir y evaluar posibles nuevos campos geotérmicos. De ahí que se estén desarrollando ahora nuevos métodos especializados.
Se toman medidas de cómo las masas de roca a diversas profundidades conducen la electricidad.
Otros Elementos
Además, se registran lecturas magnéticas, electromagnéticas y de gravedad. Estas mediciones colectivas se analizan para determinar si la estructura de la roca es tal que la energía geotérmica es probable. También se utilizan métodos sísmicos.
Detalles
Los análisis químicos de las aguas proporcionan más información sobre la naturaleza de los depósitos geotérmicos relacionados.
También es vital que se mejore la tecnología de perforación profunda y de perforación a altas temperaturas. A profundidades de más de 6.000 metros, los costes (o costos, como se emplea mayoritariamente en América) de perforación aumentan considerablemente.
Otros Elementos
Además, a temperaturas de aproximadamente 390° F (200° C) y superiores, la fiabilidad de los instrumentos utilizados para obtener información sobre las condiciones del fondo de un pozo se deteriora rápidamente. Se necesitan en particular perforadoras y fluidos de perforación de mayor rendimiento, así como instrumentos que funcionen con mayor fiabilidad en los pozos geotérmicos.
Efectos ambientales
Desde el punto de vista ambiental, poner a trabajar la energía geotérmica tiene muchas ventajas. Una de ellas es que casi todas las actividades relacionadas con la producción de energía geotérmica están en las inmediaciones de la planta. El tipo de operaciones de apoyo a distancia necesarias para las plantas de combustibles fósiles o nucleares -como la minería, el procesamiento de combustible, el transporte, el almacenamiento y otras actividades- no están involucradas.
En el lado negativo, hay ciertos efectos ambientales indeseables que podrían extenderse a cierta distancia de la ubicación de una planta geotérmica. Por ejemplo, la eliminación adecuada de las aguas residuales de los pozos de vapor o de agua caliente puede convertirse en un problema importante. Esto es particularmente problemático cuando el agua tiene un contenido mineral sustancial. La descarga gaseosa es un factor significativo para aquellos pozos geotérmicos que producen gases nocivos. Otras dificultades son similares a las que experimentan las plantas de combustibles fósiles o de energía nuclear. Entre ellas se encuentran la eliminación de calor residual y el efecto atmosférico de las torres de refrigeración. (Tal vez sea de interés más investigación sobre el concepto).Entre las Líneas En algunos casos, pueden producirse impactos ambientales indeseables por los efectos sísmicos y el hundimiento de las superficies terrestres que se encuentran sobre los depósitos de los que se extraen los fluidos geotérmicos. Esto ocurrió en 2007 en Staufen im Breisgau (Alemania), donde la perforación para un proyecto geotérmico liberó agua subterránea a alta presión en una capa de yeso. La reacción química resultante ha expandido el yeso, arrastrando el terreno sobre el que está construida la ciudad y causando grandes daños a muchos edificios.
Sin embargo, en la mayoría de los casos los problemas ambientales que se plantean con el uso de la energía geotérmica no son tan graves como los relacionados con las centrales eléctricas de vapor que queman combustible fósil o nuclear.
Basado en la experiencia de varios autores, mis opiniones, perspectivas y recomendaciones se expresarán a continuación (o en otros lugares de esta plataforma, respecto a las características en 2026 o antes, y el futuro de esta cuestión):
Otros Elementos
Además, los problemas geotérmicos pueden ser manejados satisfactoriamente por la tecnología conocida.
Perspectivas para el futuro
Las ventajas inherentes de la energía geotérmica la convierten en un importante complemento potencial de los combustibles nucleares y fósiles para muchos fines.
La característica más importante de la energía geotérmica es su disponibilidad potencial en cantidades verdaderamente enormes -posiblemente sobre una base inagotable- dondequiera que pueda ser localizada, aprovechada y utilizada. Los recursos más fácilmente accesibles para la energía geotérmica en los Estados Unidos se encuentran en Alaska, Hawai y varios estados occidentales.
Los investigadores que estudian la viabilidad de aprovechar el calor contenido en el magma -roca fundida subterránea- creen que esta fuente de energía prácticamente inagotable podría utilizarse con éxito. La mayor parte del magma está ubicada a más de 32 kilómetros (20 millas) por debajo de la superficie de la Tierra, pero está mucho más cerca de la superficie en algunos lugares, particularmente en los cráteres volcánicos.
Detalles
Los avances tecnológicos pueden hacer del magma una fuente de energía viable, pero algunos expertos piensan que las rocas calientes y secas son la mejor opción. (Tal vez sea de interés más investigación sobre el concepto). La clave es determinar la ubicación correcta y la profundidad del pozo para proporcionar a una instalación geotérmica agua caliente hasta 20 años.
Varios avances tecnológicos han proporcionado mejoras tanto en los métodos de perforación como en el equipo, y como resultado, la energía de las fuentes geotérmicas se produce de manera más eficiente que en el pasado. Hubo un aumento del 20 por ciento en la energía geotérmica en línea entre 2005 y 2010. Setenta naciones tenían proyectos geotérmicos en desarrollo o en consideración en 2010.Entre las Líneas En 2009, las plantas geotérmicas en los EE.UU. produjeron 15,2 millones de kilovatios hora de electricidad. Eso representó el 0,4 por ciento de la producción total de electricidad de EE.UU. El Departamento de Energía de EE.UU. espera duplicar la capacidad a corto plazo.
Datos verificados por: Chris
Visualización Jerárquica de Energía geotérmica
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Energía geotérmica
A continuación se examinará el significado.
¿Cómo se define? Concepto de Energía geotérmica
Véase la definición de Energía geotérmica en el diccionario.
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[rtbs name=”union-europea”]Recursos
Traducción de Energía geotérmica
Inglés: Geothermal energy
Francés: énergie géothermique
Alemán: Geothermische Energie
Italiano: Energia geotermica
Portugués: Energia geotérmica
Polaco: Energia geotermiczna
Tesauro de Energía geotérmica
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Véase También
- Agua
- Agua subterránea
- Agua dulce
- Agua de baño
- Agua salada
- Agua superficial
- Agua potable
- Agua estancada
- Agua de infiltración
- Hielo
- Máquina hidráulica
- Energía hidroeléctrica
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