Energía geotérmica

Yacimientos geotérmicos. Centrales geotérmicas. Capacidad productiva o rendimiento. Impacto ambiental

  • Enviado por: Ferrazza
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1.- Datos históricos

La energía geotérmica se desarrolló para su aprovechamiento como energía eléctrica en 1904, en Toscana (Italia), donde la producción continúa en la actualidad.

En el 1913 se construyó la primera central en Lardarello (Italia).

El Instituto Geotérmico de Nueva Zelanda, dependiente de la Universidad de Auckland, es pionero en la investigación geotérmica y en el desarrollo de tecnología para aprovechar esa energía. Fue creado en 1978, a petición de las Naciones Unidas en el marco de su Programa de Desarrollo, ante la necesidad de un centro que pudiese formar a nuevos expertos en energía geotérmica procedentes de otros países.

2.- Localización

Islandia posee en gran abundancia depósitos termales, a causa de su peculiar topografía volcánica, lo que permite que la energía geotérmica suponga nada menos que el 60 por ciento de toda su energía natural directamente consumida. Su uso directo se refiere por regla general a aprovechar el calor para balnearios, redes de calefacción, invernaderos y demás. En algunos casos, las tuberías que transportan vapor para calefacción alcanzan los 50 kilómetros de longitud.

Islandia es un caso especial, ya que el resto de naciones con recursos termales está por debajo del 1 por cien en cuanto a uso directo del calor, incluidas Nueva Zelanda, China y Turquía, que han trabajado en ello. La conversión de ese calor en electricidad ofrece para cada país porcentajes a veces mayores y a veces menores que el del uso directo. En Islandia es muchísimo menor, siendo tan solo una pequeña parte. En cambio, en Filipinas se acerca a un tercio de su producción eléctrica total. Ello es fruto de un desarrollo realizado en las dos últimas décadas, iniciado a principios de los años 70, cuando técnicos de Nueva Zelanda realizaron allí las primeras experiencias piloto en el marco de acuerdos gubernamentales. Indonesia, un país que también se benefició en la misma época de un acuerdo parecido, está incrementando de manera importante su producción eléctrica geotérmica.

Entre las 25 o más naciones que cuentan con recursos geotérmicos aprovechables, algunas en las que también se ha trabajado al respecto son: Japón, Francia, Canadá, Estados Unidos, Grecia, Chile, México, Kenia, y la India.
Nueva Zelanda es quizá el país más experto del mundo en materia de centrales geotérmicas, debido a su topografía volcánica que hace idóneo el uso de este tipo de energía. Puso en funcionamiento la segunda central geotérmica del mundo (la primera se instaló en Italia).

El Instituto Geotérmico de Nueva Zelanda, dependiente de la Universidad de Auckland, es pionero en la investigación geotérmica y en el desarrollo de tecnología para aprovechar esa energía. Fue creado en 1978, a petición de las Naciones Unidas en el marco de su Programa de Desarrollo, ante la necesidad de un centro que pudiese formar a nuevos expertos en energía geotérmica procedentes de otros países. Otros centros similares se encuentran en Islandia, Italia y Japón.

Nueva Zelanda reposa sobre los bordes de dos placas tectónicas que se presionan la una a la otra, originando terremotos y vulcanismo. La principal región termal del país se extiende a través de la Isla del Norte, ocupando 247 Km. de longitud por 59 de ancho. En ella se encuentran tres volcanes activos. Las centrales de Wairakei y Ohaaki están enclavadas en esta región.

3.- Materia primera

La geotermia es una importante fuente de energía. Caracteriza las zonas activas de la corteza terrestre y está ligada a una fuente de calor magmática. La producción de vapor a partir de los acuíferos, a temperaturas que oscilan entre 100 y 4.000 º C,

Bajo la corteza terrestre, la capa superior del manto está compuesta por magma, roca líquida a muy altas temperaturas. En algunas zonas, los depósitos o corrientes de agua subterránea son calentados por el magma, hasta temperaturas a veces superiores a los 140 grados Celsius. Cuando el agua, o el vapor, emergen a la superficie a través de fisuras en la corteza, aparecen los géisers, fumarolas y fuentes termales.

4.- Principios físicos

El aprovechamiento de la energía geotérmica es determinado por una serie de condiciones geológicas que establecen la existencia de yacimientos geotérmicos. La energía se obtiene en forma de fluido y se utilizará para mover una turbina que accionara el alternador.

5.- Diagrama de bloques

E. geotérmica

E. Térmica

E. Cinética

E. C. Rotación

E. Eléctrica

Utilización

Calor tierra

agua caliente

Vapor

Turbina

Alternador

Una central geotérmica consta de una circuito cerrado de agua que al entrar en contacto con las capas permeables situadas cerca de los fluidos magmáticos de la tierra aumenta de temperatura el agua sube por el circuito hasta salir a la superficie donde entra un contacto con otro circuito (también de agua) al que calienta y con el que a la vez se enfría. El agua fría vuelve a bajar hasta cerrar el circulo.

El agua del otro circuito se evapora y va a parar a una turbina que al moverse genera una energía mecánica que un alternador transforma en eléctrica. Con una torre de refrigeración se condensa el vapor y así se cierra el otro círculo.

6.- Tipos de centrales

Se utilizan diferentes ciclos de transformación de la energía geotérmica en eléctrica, en función del tipo de fluido que se obtiene en el yacimiento, que puede ser vapor seco o vapor húmedo. Lo que determinara un tratamiento diferente antes de ser introducido en la turbina que acciona el alternador. Hay también centrales de condensación en que el vapor al salir de la turbina se condensa y se puede reutilizar, y las centrales sin condensación en que el vapor sale directamente a la atmósfera.

También hay centrales que utilizan yacimientos de baja energía. El agua caliente se utiliza para vaporizar en un intercambiador un liquido de bajo punto de ebullición (freón), que es el que acciona el grupo turboalternador.

7.- Capacidad productiva (rendimiento)

La energía geotérmica es una energía cara y muy poco rentable, según un estudio del rendimiento de la energía geotérmica en Cataluña (del libro) de 1996 se habían obtenido 3,4 ktep “un 0,1% de la energía primaria utilizada”

Se ha de tener en cuanta que hasta entonces no se habían construido aún centrales de altas temperaturas.

8.- Impacto ambiental


La energía geotérmica es un recurso abundante en bastantes países en

vías de desarrollo, y de hecho la única energía autóctona significativa que puede explotarse.

El aprovechamiento de depósitos termales con temperaturas poco elevadas, también es viable, como han mostrado los desarrollos técnicos en Francia relativos a distribución de calor procedente de tales depósitos.
Es posible que en las próximas décadas se alcance un tope en la proliferación del uso de la energía geotérmica, ya que dicho uso se halla condicionado a los depósitos termales que existan en la Tierra. Según estimaciones del Instituto Geotérmico de Nueva Zelanda, la cantidad por localizar puede superar entre tres y diez veces a la de los conocidos. Una vez se hayan puesto en marcha centrales en todos esos emplazamientos, las posibilidades de la energía geotérmica habrán llegado al límite, exceptuando los desarrollos futuros a largo plazo, que podrían ir por la vía de excavar pozos a muchos kilómetros de profundidad, buscando el calor irradiado por el núcleo del planeta, y en definitiva, provocar la creación de géisers e incluso volcanes por métodos artificiales, algo sumamente arriesgado pero al mismo tiempo fascinante.

9.- Producción

Entre 250 kW. en la antigua central de Laradrello y 1792 kW en la central más grande del mundo en Géisers (California)

La generación de electricidad en Wairakei se realiza en dos estaciones. La A contiene la sala de control de ambas y varias turbinas a 3.000 r.p.m. que permiten producir a los generadores una potencia de 67,2 MW. En la B se encuentran tres turbogeneradores a 1.500 r.p.m., con una salida de 30 Mega Vatios cada uno.