Energía Geotérmica Integrantes: Flores, María Antonieta Pérez, Dayana Rivero , Alexis Lozano, Odette

Esquema 1.Definicion e Historia 2. Tipos de energía geotérmica 3. Tecnologías de investigación 4. Aplicaciones 5. Capacidad instalada y producción mundial 6. Ventajas 7. Desventajas 8. Usos 9. Central Geotérmica 10. ¿Cómo funciona una central geotérmica? 11. Partes de una central geotérmica

Energía Geotérmica La geotermia no es más que el calor interno de la Tierra. Este calor interno calienta hasta las capas de agua más profundas: al ascender, el agua caliente o el vapor producen manifestaciones, como los manantiales o las fuentes termales, utilizadas para calefacción desde la época de los romanos. Así mismo, nuestro planeta guarda una enorme cantidad de energía en su interior. Un volcán o un manantial es una buena muestra de ello. A medida que profundizamos en la corteza terrestre la temperatura va aumentando provocando un gradiente (variación) térmico, aprovechando este gradiente térmico es como obtenemos la energía geotérmica. Sin embargo, la energía geotérmica, como excepción, no tiene su origen inmediato en la radiación solar, sino en una serie de reacciones químicas naturales que tienen lugar en el interior de la tierra y que producen grandes cantidades de calor. Se tiene entonces que la energía geotérmica es aquella que se encuentra en el interior de la tierra en forma de calor, como resultado de: La desintegración de elementos radiactivos. El calor permanente que se originó en los primeros momentos de formación del planeta.

Historia La presencia de volcanes, fuentes termales y otros fenómenos similares, llevó al hombre antiguo a suponer que el interior de la tierra poseía altas temperaturas. En el Siglo XVI y XVII se excavaron las primeras minas a unos cientos de kilómetros hacia el centro de la tierra que el hombre tuvo que deducir gracias a las sensaciones térmicas, ya que la temperatura aumentaba mientras se incrementaba con la profundidad. Las primeras mediciones con termómetros, fueron realizadas en 1740, en una mina cerca de Belfort, en Francia. En 1870, se comienza a incrementar el método científico para estudiar el régimen termal de la tierra, pero no fue hasta el siglo XX, y el descubrimiento del calor Radiogénico (balance térmico), Además del calor radiogénico, están otras posibles fuentes de calor como la energía primordial de la acreción planetaria. En 1980, se dispuso una teoría de estos modelos, cuando se comprobó que había un equilibrio entre el calor radiogénico producido en el interior de la tierra y el calor disipado al espacio desde la tierra. Hasta entonces, la energía Geotérmica ha sido un buen método para la disminución de contaminantes, ya que al ser productos naturales, producirían en menor cantidad los daños a nuestra tierra.

2. Tipos de Energía Geotérmica Se pueden encontrar básicamente cuatro tipos de campos geotérmicos dependiendo de la temperatura a la que sale el agua. De alta temperatura: existe en las zonas activas de la corteza terrestre (zonas volcánicas, límites de placas litosféricas, dorsales oceánicas). A partir de acuíferos cuya temperatura está comprendida entre 150 y 400 ºC, se produce vapor en la superficie que enviando a las turbinas, genera electricidad. Se requieren varios parámetros para que exista un campo geotérmico: un techo compuesto de un cobertura de rocas impermeables; un deposito, o acuífero, de permeabilidad elevada, ente 300 y 2000m de profundidad; rocas fracturadas que permitan una circulación convectiva de fluidos, y por lo tanto la trasferencia de calor de la fuente a la superficie, y una fuente de calor magmático (entre 3 y 10 km de prof. a 500-600 ºC). La explotación de un campo de estas características se hace por medio de perforaciones según técnicas casi idénticas a las de la extracción del petróleo.

2. Tipos de Energía Geotérmica De temperaturas medias: es aquella en que los fluidos de los acuíferos están a temperaturas menos elevadas (70-150ºC). Por consiguiente, la conversión vapor-electricidad se realiza a un menor rendimiento, y debe utilizarse como intermediario un fluido volátil. Pequeñas centrales eléctricas pueden explotar estos recursos. De baja temperatura: es aprovechable en zonas más amplias que las anteriores; por ejemplo, en todas las cuencas sedimentarias. Es debida al gradiente geotérmico. Los fluidos están a temperaturas de 60 a 80 C. Se utiliza para la calefacción de las viviendas. De muy baja temperatura: se considera cuando los fluidos se calientan a temperaturas comprendidas entre 20 y 60 ºC. Esta energía se utiliza para necesidades domésticas, urbanas o agrícolas.

3.Formas de explotación A pesar de estos métodos para extraer calor de la tierra, es complicado el aprovechamiento de esta energía térmica, ocasionado por el bajo flujo de calor, debido a la baja conductividad de los materiales que la constituyen; pero existen puntos en el planeta que se producen anomalías geotérmicas, dando lugar a gradientes de temperatura de entre 100 y 200ºC por kilómetro, siendo estos puntos aptos para el aprovechamiento de esta energía. En el caso de que la zona esté atravesada por un acuífero se extrae el agua caliente o el vapor, este se utiliza en redes de calefacción y se vuelve a inyectar. En el caso de no disponer de un acuífero, en el otro caso se utiliza en turbinas de generación de electricidad. Se suele proceder a la fragmentación de las rocas calientes y a la inyección de algún fluido. Los inconvenientes que tiene la energía geotérmica son los pocos puntos idóneos para la instalación de este tipo de central, el posible hundimiento de terrenos al extraer agua caliente de los mismos, los ruidos, olores y cambios climáticos locales y la gran inversión que lo hace poco competitivo con otros sistemas salvo alguna excepción. Como ventajas, utilización de sistemas desarrollados anteriormente como los de extracción de petróleo, energía limpia, sistemas simples.

4. aplicaciones Las aplicaciones de la geotermia dependen de las características de cada fuente. Los recursos geotérmicos de alta temperatura (superiores a los 100-150ºC) se aprovechan principalmente para la producción de electricidad. Cuando la temperatura del yacimiento no es suficiente para producir energía eléctrica, sus principales aplicaciones son térmicas en los sectores industrial, servicios y residencial. Así, en el caso de temperaturas por debajo de los 100ºC puede hacerse un aprovechamiento directo o a través de bomba de calor geotérmica (calefacción y refrigeración). Por último, cuando se trata de recursos de temperaturas muy bajas (por debajo de los 25ºC), las posibilidades de uso están en la climatización y obtención de agua caliente. Estos niveles de temperatura los tenemos pocos metros debajo de nuestros pies: en España, a 10 metros de profundidad, tenemos unos 17 grados centígrados todo el año debido a la inercia térmica del suelo.

5. Capacidad instalada y producción mundial La energía geotérmica se utiliza comercialmente en alrededor de 70 países.33 Para finales de 2005 el uso mundial para la producción de electricidad alcanzó los 9,3 GW, con 28 GW adicionales usados para la calefacción directa. Si se incluye el calor recuperado por las bombas de calor geotermales, el uso de la energía geotérmica para fines no eléctricos es estimado en más de 100 GW.

Capacidad Instalada Las estimaciones de los recursos mundiales de energía geotérmica varían considerablemente. Según un estudio de 1999, se pensaba que podrían ascender a entre 65 y 138 GW de capacidad de generación eléctrica 'usando tecnologías mejoradas'. Un informe de 2006 realizado por el MIT que tuvo en cuenta el uso de Sistemas Geotérmicos Mejorados (EGS) concluyó que sería asequible generar 100 GWe (gigavatios de electricidad) o más para 2050, tan sólo en los Estados Unidos de América, con una inversión máxima de mil millones de dólares estadounidenses en investigación y desarrollo a lo largo de 15 años. El informe del MIT calculó unos recursos mundiales totales de EGS de alrededor de 13 YJ, de lo cuales cerca de 200 ZJ serían extraíbles, con un potencial incremento de esta proporción de unos 2 YJ a base de mejoras tecnológicas - suficiente como para satisfacer las necesidades energéticas mundiales durante bastantes milenios.

Producción Mundial En Europa, los países líderes en el desarrollo de energía geotérmica son Italia, con 810 megavatios, e Islandia, con 420 megavatios. Se espera que Italia casi doble su capacidad instalada antes de 2020. Islandia, con el 27 % de sus necesidades de electricidad cubiertas extrayendo el calor de la tierra, es el número uno mundial en la proporción de electricidad generada de energía geotérmica. Diez de los 15 países líderes que producen electricidad geotérmica están en el mundo en desarrollo. Filipinas, que genera el 23 por ciento de su electricidad de la energía geotérmica, es el segundo productor del mundo por detrás de Estados Unidos. Las Filipinas apuntan a aumentar su capacidad geotérmica instalada antes de 2013 en más del 60 %, a 3.130 megavatios. Indonesia, el tercero del mundo, tiene incluso mayores planes, añadiendo 6.870 megavatios de nueva capacidad geotérmica en desarrollo durante los 10 siguientes años.

Aplicación mas común

Ventajas Es ecológica. Los residuos que produce son mínimos y ocasionan menor impacto ambiental que los originados por el petróleo y el carbón. Sistema de gran ahorro, tanto económico como energético. Ausencia de ruidos exteriores. Los recursos geotérmicos son mayores que los recursos de carbón,  petróleo, gas natural y uranio combinados. No está sujeta a precios internacionales, sino que siempre puede mantenerse a precios nacionales o locales. El área de terreno requerido por las plantas geotérmicas por megavatio es menor que otro tipo de plantas. No requiere construcción de represas, tala de bosques, ni construcción de tanques de almacenamiento de combustibles.

Desventajas En ciertos casos emisión de ácido sulfhídrico que se detecta por su olor a huevo podrido, pero que en grandes cantidades no se percibe y es letal. Contaminación de aguas próximas con sustancias como arsénico, amoníaco, etc. Contaminación térmica. Deterioro del paisaje. No se puede transportar (como energía primaria). No está disponible más que en determinados lugares.

Usos Balnearios: Aguas termales que tienen aplicaciones para la salud. Calefacción y agua caliente. Electricidad. Extracción de minerales: Se obtienen de los manantiales azufre, sal común, amoniaco, metano y ácido sulfhídrico. Agricultura y acuicultura: Para invernaderos y criaderos de peces.

9. Central Geotérmica Una central geotérmica es un lugar donde se aprovecha el calor interno de la Tierra. Para aprovechar esta energía es necesario que se den temperaturas muy elevadas a poca profundidad. Sólo así es posible aprovechar el agua caliente o el vapor de agua generados de forma natural. Central geotérmica de 'Radicondoli 2', en la provincia de Siena (Italia)

10. ¿Cómo funciona una central geotérmica? Para aprovechar la energía geotérmica se recurre a sistemas similares a los empleados en energía solar con turbina, es decir, calentamiento de un líquido que puede tener distintas aplicaciones, pero que habitualmente se destina a producir vapor con el que se da impulso a la turbina, que a su vez mueve un generador eléctrico. El funcionamiento de una central geotérmica es bastante simple: consta de una perforación practicada a gran profundidad sobre la corteza terrestre (unos 5 km), con objeto de obtener una temperatura mínima de 150º C, y en la cual se han introducido dos tubos en circuito cerrado en contacto directo con la fuente de calor. Desde la superficie se inyecta agua fría a través de uno de los extremos del tubo, la cual se calienta al llegar al fondo formando vapor de agua y regresando a chorro a la superficie a través del otro tubo. En el extremo de éste está acoplada una turbina-generador que suministra la energía eléctrica para su distribución. El agua enfriada es devuelta de nuevo al interior por el primer tubo para repetir el ciclo.

10. ¿Cómo funciona una central geotérmica? A pesar de su sencillez, el sistema está pensado fundamentalmente para aplicaciones que no requieran un suministro de energía a gran escala, debido a que las rocas o la arena conservan el calor por eso si se utilizase una central geotérmica con intención de producir energía a gran escala llegaría un momento en que el proceso se detendría.  Ya que la sima del interior de la corteza terrestre donde está el calor aprovechable se va enfriando progresivamente conforme se le inyecta agua fría, y si el régimen de inyección es alto llegará un momento en que la sima ha cedido más calor del que puede recuperar, precisamente por su baja capacidad de conducir la temperatura. Este inconveniente impide el funcionamiento continuo de la central, deteniéndose a determinados intervalos hasta que la roca recupera una temperatura suficiente para reanudar el funcionamiento normal.

11. Partes de una central geotérmica Las partes son las mismas que en una central térmica. La única diferencia es el quemador y las chimeneas. - Canalizaciones de agua Hacen la función del quemador ya que calientan el agua que moverá la turbina, debido a las temperaturas que alcanza el vapor de agua que transportan. - Turbinas Se encargan de mover el generador para producir la electricidad y están diseñadas para soportar una temperatura de unos 600º C y una presión de unos 350 bares. - Generador Es el encargado de producir la electricidad - Condensador Es el encargado de condensar el vapor que se moverá la turbina para que pueda volver a ser utilizado - Torres de refrigeración Se encargan de mantener baja la temperatura del condensador, garantizando el correcto funcionamiento de la central. El agua que refrigera el condensador es enfriada en las torres de enfriamiento al entrar en contacto con el aire frío que circula a través de ellas.

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