Menú
En un escenario de cambio climático como el que estamos viviendo, surge la necesidad de encontrar fuentes de energía alternativas a las que involucran combustibles fósiles. Si nos centramos en fuentes de energía renovable, los candidatos usuales suelen ser la energía solar, la eólica o la hidráulica. Sin embargo, existe otro tipo de energía que siempre ha estado bajo nuestros pies, a pesar de que no la escuchamos tan frecuentemente: la energía geotérmica.
Retrocedamos un poco en el tiempo para entender los orígenes de este tipo de energía. Esta historia comienza alrededor de 4500 millones de años atrás y sucede cerca de una nueva estrella naciente, que ahora conocemos como el Sol. Los remanentes de la creación del astro sirvieron para dar origen tanto a los planetas terrestres (la Tierra, Mercurio, Venus y Marte) como a los gigantes gaseosos (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno) mediante un proceso llamado acreción, ilustrado artísticamente en la Figura 1.
En la primera etapa de este mecanismo, los componentes del polvo cósmico se atraen entre sí por fuerzas electrostáticas y de van der Waals, formando pequeñas partículas de menos de un centímetro de diámetro. El siguiente paso lleva a la formación de agregados que pueden extenderse hasta algunos kilómetros, pero el mecanismo por el que ocurre es desconocido aún. Es en este punto cuando la fuerza de gravedad entre estos agregados, los atrae formando, finalmente, el planeta.
Durante esta última etapa, se generaría lo que se conoce como el calor primordial de la Tierra debido a las colisiones entre las distintas porciones del planeta en formación y la compresión por gravedad que se da entre las mismas. Estos dos factores hacen que la temperatura de los objetos que colisionan aumente, lo que a niveles planetarios genera una enorme cantidad de energía que se transfiere como calor entre las distintas partes y sus alrededores. Y bueno, aquí es donde entran las leyes de la termodinámica, que nos indican que el calor fluirá desde las capas más calientes de la Tierra (las internas) hacia la superficie. El flujo total de energía de la Tierra desde su interior se estima que va entre 44 y 47 terawatt, aunque el calor primordial no es la fuente principal de este flujo de energía. Como referencia de este valor, consideremos que un rayo promedio puede generar 1 terawatt de potencia durante 30 microsegundos.
Si no es el calor primordial, entonces ¿cuáles otras fuentes de energía térmica existen en el interior de la Tierra? La respuesta está en la radioactividad, especialmente generada por elementos radiactivos como el potasio-40, torio-232, uranio-235 y uranio-238, que se encuentran en el manto y la corteza terrestre. De hecho, se estima que la contribución por decaimiento radioactivo a las fuentes de calor de la Tierra va entre un 40% y 50%. La explicación de este proceso va más allá de esta entrada, pero, como dato curioso, estos procesos radiactivos generan antineutrinos (un tipo de antipartícula) que sirven para el estudio de la composición del planeta y la evolución de su temperatura interna en el tiempo.
La temperatura en el interior de la Tierra va aumentando según la profundidad (Figura 2), llegando hasta cerca de los 5500 °C en el núcleo interno. Esta variación de temperaturas hace que el calor fluya y, además, es la fuerza motriz de varios procesos geológicos, como la tectónica de placas y el vulcanismo; también mantiene el mecanismo que genera el campo magnético del planeta.
Ahora, recordemos que bajo la superficie terrestre también existe el agua subterránea que, dicho sea de paso, es alrededor de un 30% de toda el agua dulce disponible. ¿Qué pasa con el agua cuando se calienta? Genera vapor. El vapor a alta presión puede accionar turbinas que permiten generar electricidad. Esto quiere decir que bajo nuestros pies, y con la maquinaria adecuada, podemos obtener energía suficiente para, en principio, satisfacer la demanda energética de nuestra civilización. Sin embargo, solo hay unas pocas reservas geotérmicas que han sido exploradas por empresas para obtener beneficio económico.
Actualmente solo 23 países utilizan o están desarrollando la producción de energía desde fuentes geotérmicas, pero solo cinco de ellos generan más del 15% de su electricidad desde estas fuentes: Islandia, Nueva Zelanda, El Salvador, Nicaragua y Kenia. En el caso específico de Nueva Zelanda, el 25% del total de energía se basa en fuentes geotérmicas que se encuentran principalmente en la isla norte, en la zona de Taupo y Bay of Plenty (Figura 3).
El impacto ambiental de una planta geotérmica es mucho menor comparado con las plantas convencionales de carbón, pero, como toda actividad humana, no se libra absolutamente de todo mal. La construcción de plantas geotérmicas en zonas de mucha actividad volcánica puede afectar la estabilidad de los suelos e incluso se ha documentado un caso en Suiza en el que se provocaron más de 10,000 temblores leves durante 6 días de actividad. Asimismo, el simple hecho de estar muy ligada a zonas de actividad volcánica aumenta su riesgo de producción y la cantidad de dinero que se debe invertir.
Aún así, los requerimientos, como los de agua potable, para poner en marcha una planta geotérmica son mucho menores que otras fuentes más usadas, siendo de 20 litros por megawatt-hora comparado con los más de 1000 litros por megawatt-hora en las plantas de carbono, petróleo o nucleares, además de las muy bajas emisiones de dióxido de carbono comparada con las plantas de energía convencionales. Quizás no sea la alternativa definitiva, pero sí ha demostrado ser muy útil en la generación de energía desde recursos renovables y verdes, que es lo que necesita nuestra sociedad ahora y en el futuro cercano.
Agradecimientos
Agradezco a Alfonso ST y a La Roñosa por haber revisado el borrador de esta entrada y por sus comentarios para mejorarla.
¿Quieres saber más?
The KamLAND Collaboration (2011), "Partial radiogenic heat model for Earth revealed by geoneutrino measurements", Nature Geosci, 4: 647-651.
Leyton, M., et al. (2017), "Exploring the hidden interior of the Earth with directional neutrino measurements", Nat Commun, 8: 15989.
Lund, J. W. (2007), "Characteristics, development and utilization of geothermal resources", GHC Bulletin, 28 (2): 1-9.
Fridleifsson, I. B., et al. (2008), "The possible role and contribution of geothermal energy to the mitigation of climate change", IPCC Scoping Meeting on Renewable Energy Sources.
Deichmann, N., (2007), "Seismicity Induced by Water Injection for Geothermal Reservoir Stimulation 5 km Below the City of Basel, Switzerland", American Geophysical Union, Fall Meeting, 53: V53F–08.
Y recibe todas las novedades de tu espacio de biología cada quincena. En tu buzón encontrarás nuestros últimos artículos, episodios, y ofertas exclusivas en talleres y productos, con descuentos especiales por ser parte de nuestra newsletter.
SUSCRIBIRSE