Geotermia, la energía natural de la Tierra

El calor que se genera en el interior de nuestro planeta es un recurso energético con muchísimo potencial y que puede aportar grandes beneficios en áreas como la producción de electricidad o la climatización.

La geotermia es una fuente de energía primaria que aprovecha los recursos caloríficos de la Tierra y que, gracias a sus características sostenibles, puede ser clave para avanzar con paso firme hacia un futuro energético descarbonizado. Una alternativa renovable, limpia e inagotable, que merece especialmente la pena poner en valor, y que puede ofrecer una gran seguridad al mercado energético en escenarios tan complicados como el actual.

Son muchos los países, entre los que se incluye el nuestro, que cuentan con una gran capacidad geotérmica en sus suelos, a la espera de ser aprovechada. Apostar por su difusión y utilización a todos los niveles, tanto en la climatización como en el suministro eléctrico, resulta esencial. Más aún, teniendo presentes todas las ventajas que puede llegar a aportar a corto plazo en materia de eficiencia y reducción de emisiones.

Qué es la geotermia

La geotermia es la utilización de la energía calorífica que emana de forma natural desde el núcleo del planeta. 

Para entender a la perfección cómo funciona esta energía, lo primero que tenemos que saber es que la Tierra se encuentra en su interior dividida en diferentes capas. La corteza es la capa más superficial de todas y es en la que los seres vivos habitamos, a continuación, habría una zona intermedia a la que llamamos manto y, por último, en el área más profunda y recóndita de la Tierra estaría el núcleo. Esta última capa está formada por minerales, principalmente hierro, y su característica más relevante es que se encuentra de forma constante a una temperatura extrema de unos 6.000°C, muy parecida a la del sol. 

Las altas temperaturas del núcleo se transmiten de forma residual y ascendente hacia el resto de capas, hasta llegar a la corteza. Aquí, en este estrato más externo y realizando una serie de excavaciones en el subsuelo a diferentes niveles de profundidad, podemos tener acceso al calor natural proveniente del núcleo y convertirlo en energía por medio de la tecnología. 

Beneficios de la energía geotérmica

La energía calorífica generada en el interior de la Tierra cuenta con una serie de características únicas, que convierten a la geotermia en una de las fuentes primarias renovables con mayores ventajas. 

• Producción permanente. Es un recurso inagotable y que está en activo las 24 horas del día, durante todo el año. 
• Muy estable. No depende de factores externos como la climatología, al contrario que el sol y el viento. 
• Bajo impacto. Tanto visual como sonoro en sus instalaciones y ocupan poco terreno. 
• Extremadamente eficiente. Es una de las energías renovables con menores costes de producción y más capacidad de aprovechamiento. 
• Sostenible. Apostar por esta energía natural ayudaría a reducir considerablemente las emisiones de gases efecto invernadero (GEI). 

Beneficios muy significativos para la transición energética, pero a la vez poco conocidos entre el gran público, tal y como apunta el presidente de RHC-ETIP (Panel Geotérmico de la Plataforma Europea de Tecnología e Innovación sobre Calefacción y Refrigeración Renovables), con las consecuencias que eso conlleva a la hora de favorecer su expansión. 

Recursos geotérmicos: tipos y usos

Teniendo en cuenta la temperatura y la entalpía, magnitud termodinámica que mide la energía que se obtiene de cada yacimiento, la geotermia convencional se puede dividir en cuatro modalidades diferentes:

Los recursos geotérmicos de una baja y muy baja temperatura (también denominado geotermia somera) son los que se utilizan principalmente para labores de climatización y ACS (agua caliente sanitaria) a nivel doméstico, con la diferencia que los de baja entalpía también pueden utilizarse en algunos procesos industriales o agrícolas como, por ejemplo, invernaderos o piscifactorías. Por otro lado, los de categoría media son de gran utilidad para la producción de electricidad en centrales de ciclos combinados que no requieren de gradientes muy elevados, así como para usos industriales o urbanos. Los recursos de temperatura alta se utilizan siempre para la producción de electricidad, debido a sus posibilidades caloríficas en centrales de vapor seco o de destello flash.

Existen también recursos geotérmicos no convencionales como los yacimientos geotérmicos supercríticos que, aparte de electricidad, también podrían utilizarse para la creación de hidrógeno, y que se encuentran actualmente en estado de desarrollo. Igualmente, estarían los Sistemas Geotérmicos Estimulados (EGS) o los de Roca Caliente Seca (HDR), que son yacimientos manipulados de forma artificial por el hombre.

Fuente: Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE) y el Instituto Geológico y Minero de España (IGME).

Merece también la pena destacar otras aplicaciones caloríficas del subsuelo cada vez más extendidas, como la utilización de la energía geotérmica en el transporte público, en especial, en la red de metro. Proyectos innovadores que se están poniendo en marcha en Madrid y que son exportables al resto de ciudades de nuestra geografía.

Producción de electricidad 

Uno de los principales valores de la geotermia es su capacidad para convertirse en energía eléctrica de alto rendimiento. Para aprovechar este recurso es necesario construir centrales geotérmicas especializadas, que tienen que ubicarse en unos puntos geográficos concretos conocidos como reservorios geotérmicos.
 

Se trata de yacimientos que se forman cuando el agua de la lluvia se filtra hacia el interior de la tierra, dando lugar a acuíferos o corrientes. Al entrar en contacto con las altas temperaturas que hay en el área, esta agua se calienta a unas temperaturas muy elevadas y genera vapor. También se puede crear uno de estos reservorios geotérmicos de forma artificial inyectando agua para aprovechar un terreno en concreto.  

El agua caliente y el vapor son los recursos básicos que las centrales van a utilizar para generar electricidad por medio del movimiento de una turbina. Pero en función de qué técnicas se utilicen para llevar a cabo esta tarea, podemos encontrar varios tipos de centrales geotérmicas:

• Plantas de vapor seco. Aprovechan directamente el vapor que sale del yacimiento para mover una turbina y generar así electricidad.
• Centrales de vapor flash o destello. El agua caliente de los pozos asciende hacia la planta a una presión muy alta para después rociarla en unos depósitos de baja presión. Estos cambios bruscos de presión dan lugar a que una parte del agua se convierta en vapor para mover la turbina eléctrica.
• Centrales de ciclo binario. Utilizan la tecnología más moderna y operan con temperaturas no tan elevadas. El agua caliente se pasa utilizando un intercambiador de calor a otro fluido con un punto de ebullición inferior, dando lugar a que el agua se evapore. 

Una vez generada la energía eléctrica, el agua que se ha utilizado se vuelve a llevar otra vez hacia el interior del yacimiento para que se caliente de nuevo. De esta forma, se garantiza la sostenibilidad de todo el proceso y el máximo aprovechamiento de los recursos hídricos. 

Climatización y agua caliente en el ámbito doméstico

Además de para la producción de electricidad, otro de los usos más eficientes de la energía geotérmica es el relacionado con la climatización, sobre todo en el ámbito doméstico. Tanto para calefacción, refrigeración o generación de agua caliente sanitaria, se utiliza la energía baja o somera. Este poder calorífico moderado es más que suficiente para llevar a cabo todas estas labores, ya que también se le añade la temperatura que aporta cada día el calor del sol y que el suelo absorbe. 
 

Una de sus ventajas más interesantes es que se puede captar esta modalidad de calor más superficial en casi cualquier punto del planeta, sin necesidad de tener que encontrar un yacimiento y mejorando muchísimo su nivel de accesibilidad.  Para poder aprovechar este recurso, necesitamos instalar a lo largo del terreno y a no mucha profundidad, un circuito cerrado subterráneo de tuberías por el que va a fluir agua. Puede instalarse tanto de forma vertical como en horizontal, en función del área que tengamos disponible y de la profundidad en que se encuentre la temperatura objetivo.

Lo que va a hacer el agua que está dentro del circuito es extraer todo el calor que haya en el interior de la tierra donde se encuentra ubicado y mediante la utilización de una bomba de calor geotérmica, transmitirlo hacia la vivienda para calentar o refrigerar cualquier estancia. Por un lado, la geotermia permite caldear los radiadores o los suelos radiantes que se instalan bajo el pavimento, en un proceso que es, además, reversible y que permite también que el calor de la vivienda pueda fluir hasta la tierra para mantener la casa fresca. Igualmente, este calor del suelo se puede utilizar para refrigerar una habitación cuando los aparatos de aire acondicionado, en vez de enfriar el aire que proviene del exterior, lo que hacen es refrigerar la temperatura captada del suelo de una forma más eficiente.

Esta solución de climatización es muy práctica y sostenible, ya que las bombas de calor no producen ningún tipo de combustión ni emisión de gases. 

Visibilidad y potencial de la geotermia en España 

Aunque cada vez son más los países que apuestan por la generación de una fuente de energía tan llena de beneficios como esta, en España este recurso térmico todavía no ha terminado de despegar por completo. Nuestro país cuenta con una gran capacidad de energía geotérmica a la espera de ser aprovechada en áreas como Granada, Almería, Murcia, Barcelona, Gerona, Orense, Pontevedra o Madrid, por mencionar tan solo algunos ejemplos. Tal y como podemos ver en los estudios llevados a cabo por el IGME (Instituto Geológico y Minero de España), estos recursos serían de baja y media temperatura - entre los 50°C a 90°C - , y se explotan en la actualidad de forma solo parcial, sobre todo, para labores de climatización. La excepción en España sería toda el área del archipiélago de las Islas Canarias que, por su origen volcánico, sí contiene yacimientos de alta temperatura con la posibilidad de poner en marcha instalaciones para generación de electricidad. 

Además de la falta de proyectos de explotación en nuestro territorio, otro freno importante a la expansión de la geotermia es el desconocimiento sobre esta energía que existe a nivel general entre la población. Hay que tener presente, que una gran parte de los usuarios no conoce con claridad cómo se obtiene, cuáles son sus propiedades o qué usos tiene, lo que dificulta también muchísimo su desarrollo y crecimiento a todos los niveles. 

Solucionar este problema pasa porque los poderes públicos apuesten de lleno por este recurso y exploren todas las posibilidades que hay en el subsuelo español, a través de regulaciones claras y concretas. También habría que realizar un mayor esfuerzo por divulgar la geotermia y equiparar su visibilidad al de otras energías primarias, como la solar o la eólica, de forma que los usuarios puedan comprender todo su potencial. Plataformas como Madrid Subterra apuestan a día de hoy por poner en valor las energías del subsuelo y se encargan de aportar su granito de arena para intentar revertir esta situación.

De esta forma, mediante la aplicación de nuevas iniciativas legislativas y divulgativas, nuestro país podría sacar el máximo partido a sus recursos térmicos y obtener una visión global de todos los beneficios que esta energía natural proveniente de la Tierra podría llegar a aportar. Además, sería un buen punto de partida para lograr ser un estado más independiente a nivel energético al reducir las exportaciones a terceros y cumplir de forma eficiente con los objetivos de descarbonización marcados.