Imagen de un geisér
Esta energía endógena, que proviene del interior de la tierra y es consecuencia de la dinámica del planeta, es la que presenta mayores potenciales de instalación dentro de las renovables, pero también es la tecnología menos conocida por el gran público.
La Tierra emite continuamente calor desde su núcleo central; el aprovechamiento de esa energía es denominado geotermia. La geotermia puede utilizarse para producir electricidad cuando se encuentran focos de temperaturas elevadas, o para la producción de calefacción doméstica mediante una bomba de calor; este último uso puede darse en cualquier lugar del mundo
La Península Ibérica queda geológicamente localizada en un lugar de flujo de calor superior a la media europea; Catalunya es el territorio de mayor potencial dentro de la península.
El viento, el sol y el calor de la tieerra son las formas energéticas mencionadas ya por las mitologías clásicas de los pueblos más antiguos de la Tierra.
El hombre no podía comprender el origen ni evolución del viento ni del movimiento del sol respecto a la Tierra, a la cual consideraba estática, ni la presencia puntual de una erupción volcánica o la existencia de un agua termal que salía del interior de la roca. Por lo tanto, eran los correspondientes dioses del viento, el sol y el fuego los encargados de regir su actividad.
Poco a poco, el hombre comenzó a emular a los dioses, aprovechando las energías en su propio provecho. En el siglo III antes de Cristo, los barcos romanos fueron quemados en Siracusa por miles de reflectores solares inventados por Arquímedes, que concentraron el calor del sol sobre las velas.
En cuanto a la energía geotérmica, el único aprovechamiento que se le ha dado desde la antigüedad hasta finales del siglo XX han sido los baños termales, bien en forma de termas romanas o de lujosos balnearios del siglo XIX. La energía geotérmica se ha arovechado del desarrollo de las técnicas de prospección petroleras.
El término geotermia, desde un punto de vista etimológico, hace referencia al calor interno de la Tierra. Si se dejan de lado los fenómenos de absorción - irradiación térmica causados por la influencia solar -que tan sólo afectan a las primeras decenas de metros de la corteza terrestre- destaca el hecho de que nuestro planeta es una fuente de calor que irradia de forma continua energía calorífica a la atmósfera.
La existencia de este calor es conocido desde siempre y se manifiesta por el incremento de temperatura que se observa en las perforaciones que se hacen en minas y similares. Su medición práctica se expresa por el incremento de temperatura en función de la profundidad (gradiente geotérmico) que de media viene a ser entre dos grados y medio a tres cada cien metros. El producto del gradiente geotérmico por la conductividad térmica de las rocas que componen la corteza terrestre donde el flujo calorífico llega a ser, por motivos geológicos, de diez a quince veces más elevado, dando lugar al fenómeno conocido como anomalía geotérmica. Según este fenómeno, a profundidades de entre mil y dos mil metros, se encuentran temperaturas de entre dosciencos y cuatrocientos grados centígrados, cuando las normales serían de entre cuarenta y ochenta grados centígrados.
Por tanto, podemos decir que la geotermia es el aprovechamiento del calor contenido en las rocas del subsuelo que puede ser aprovechada por la actividad humana en términos económicos.
Cuando en una zona geográfica se presentan unas condiciones geológicas y económicas necesarias para poder explotar la energía geotérmica del subsuelo, se dice que existe un yacimiento geotérmico. Estas condiciones no son las mismas si se trata de una explotación de alta temperatura localizada en una anomalía geotérmica -lo que propiamente es geotermia-, que si se trata de un subsuelo normal en términos de temperatura.
Las condiciones geológicas que determinan la existencia de un yacimiento de geotermia son:
La intensidad del flujo calorífico endógeno determina la temperatura del yaciemiento en porfundidad, y en consecuencia, determina si el agua que se extraerá a la superficie será en forma líquida, de vapor o una mezcla bifásica.
El tema económico también es importante. Cuando se trata de alta temperatura que produce vapor, resulta relativamente fácil construir una central eléctrica a su lado que distribuya la electricidad a la red nacional. En el caso de acuíferos saturados de agua caliente (30º-100º), ésta ha de ser aprovechada por centros de consumo próximos, dado el bajo nivel térmico del fluído y el coste de las tuberías aisladas que se utilizan para la distribución del agua.
En la introducción al concepto de yacimiento geotérmico ya se ha mencionado el hecho de que el acuífero puede ser calentado por un flujo de calor noromal o anormal, dando lugar a que, a la misma profundidad, el agua almacenada se encuentre en forma líquida, en forma de vapor o bifásica, en función de la entalpía del sistema
En terminología geotérmica, un yacimiento se denomina de alta entalpía cuando el fluído producido es capaz de mover un grupo turbogenerador y generar electricidad a precios de mercado. Entre cien y ciento cincuenta grados centígrados ya se habla de yacimientos de entalpía mediana, mientras que el término de baja entalpía se reserva para aquellos acuíferos con temperaturas inferiores a los 100ºC, en los cuales la producción es de agua caliente, y en ningún caso de vapor. En este caso, las aplicaciones usuales son de uso industrial, agrícola, climatización doméstica e industrial, etc.
Los yacimientos de alta temperatura, es decir, superiores a 150ºC, se suelen dividir en dos tipos, según la fase dominante: los de vapor seco y los de vapor húmedo. Los primeros tienen unas condiciones termodinámicas de presión y temperatura próximas a las de máxima entalpia del vapor saturado ( 670 cal/g, 31,8 kg/cm2 i 236ºC) y ofrecen los mejores rendimientos a las turbinas. El vapor húmedo, en cambio, se obtiene cuando estas condciiones no se cumplen y la entalpía es más baja. En este caso, el fluído almacenado en el acuífero subterráneo se encuentra en fase líquida y cuando se perfora mediante una sonda, la descompresión da lugar a un porceso de vaporización parcial. Este hecho obliga a llevar a término una separación de los dos componentes en la superficie, agua y vapor, para que sea sólo este último que que alimente la turbina. Es evidente, entonces, que el rendimiento por unidad de peso de fluído es inferior al de vapor seco. El contenido de gas no condensable (CO2, H2S, etc.) es un factor determinante, también a la hora de establecer el rendimiento.
No obstante, el concepto que asocia alta entalpía con la producción de electricidad es, a menudo, equívoco. Existen centrales de ciclo binario que generan electricidad ya a partir de un fluído que se encuentra a 80ºC. En este caso, mediante intercambiadores de calor, el calor del agua termal vaporiza un fluido de bajo punto de ebullición que se encarga de mover el grupo turboalternador.
Encontrar yacimientos geotérmicos de baja entalpía es relativamente fácil ya que existen en el mundo grandes cuencas sedimentarias, que calentadas con un gradiente geotérmico normal (0,3ºC/10m), pueden ser susceptibles de alojar acuíferos de importancia. Tal es el caso de la cuenca de parís (56 sondeos que calefactan 150.000 viviendas, sustituyendo a casi 200.000 tep); de la cuenca húngar (centenares de hectáreas de invernaderos); o de la propia cuenca de Madrid, que ha facilitado un poryecto para calefactar hospitales y escuelas. De hecho, la estación Pacífico del metro madrileño ya está utilizando climatización geotérmica. ; o la cuenca del Ebo, con un proyecto de calefacción centralizada para viviendas en Lleida.
Las zonas con anomalías geotérmicas motivadas por un flujo de calor anormalmente elevado se encuentran muy localizadas en las placas litosféricas. Este hecho reduce las posibilidades de generalizar su utilización como fuente energética.
Además, si los yacimientos son de roca caliente seca, es decir, si existe calor, pero no el fluído transmisor, la explotación se hace más complicada, porque es necesario romper la roca e introducir un líquido caloportador. A esta tecnología se le da el nombre de geotermia estimulada. Una buena zona española para este tipo de geotermia es Lanzarote, donde se pueden encontrar 600ºC a tan sólo 12 m de profundidad. Esto, sin embargo, es una rareza natural, pueseto que lo más frecuente es tener que perforar hasta los mil o dos mil metros para conseguir solamente 250-350ºC.
