BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA

Energía Geotérmica

DHTIC

Colegio De Ingeniería Geofísica

Facultad de Ingeniería

Caro Montero Iván Andrés

Gargallo Sosa Merrilee Joyce

Esquinca Sol Priscila

Índice

Introducción

¿Qué es la Energía Geotérmica?

Usos Directos de la Energía Geotérmica

-Bombas de calor

-En la Industria

Generación de energía

-Agricultura

Climatización en Espacios Cerrados

-Uso en Cascada

Ventajas y Desventajas

Conclusiones

Referencias de Búsqueda

Citas

Abstract

Geothermal energy is a wide topic that is very complicated if it has to be explained further, so we will superficially cover only a few subtopics and. Air conditioning using geothermal energy is relatively simple and very useful, therefore new generations need to know about it. The purpose is to introduce the advantages and disadvantages about using this energy and achieve curiosity in readers.

Resumen

La energía geotérmica es un tema muy amplio que al profundizar tiene que explicarse de una manera muy complica, por lo que solo abarcaremos pocos subtemas y superficialmente. La climatización usando la energía geotérmica es un tema relativamente sencillo y de mucha utilidad que las nuevas generaciones necesitan conocer. El propósito es dar a conocer las ventajas y desventajas acerca del uso de esta energía y lograr curiosidad en los lectores.

Introducción

Las energías renovables son el futuro. Hoy en día las noticias que nos rodean son poco alentadoras cuando de los recursos que tenemos se habla. Por eso es importante que comencemos a ver las opciones que tenemos y ver lo que las energías renovables nos ofrecen.

El tema a tratar será la energía geotérmica, sus tipos, sus ventajas y desventajas. Nuestro tema en particular será la climatización de un lugar cerrado utilizando la geotermia.

La climatización usando este método no es un tema desconocido para muchos países. “En países como Alemania o los países nórdicos, el aprovechamiento de la geotermia está mucho más extendido y el mercado es mucho más amplio”(P. Benavente, Rocio, 2015)

Por esto la importancia de Informarnos acerca del potencial de México en el tema de la energía geotérmica.

¿Qué es la energía geotérmica?

Gracias al conocimiento adquirido acerca de nuestro planeta y los procesos que genera en su interior hemos aprendido sobre la energía geotérmica.

La energía geotérmica se genera por medio del vapor que emerge de kilómetros a profundidad, donde las temperaturas se alzan y la lluvia llega intercalándose elevándose rápidamente.

El gradiente térmico de la tierra nos dice que para alcanzar una temperatura de solo 45° necesitaríamos perforar 1.4 km, si solo contáramos con esta información ninguna persona pensaría siquiera que es una buena inversión. Para nuestra sorpresa hay partes que no son uniformemente distribuidos hablando de temperatura, donde encontramos a poca profundidad temperaturas altas, estos podrán ser potencialmente lugares geotermales. (S. Frodl/J. N. Franzius/T. Bartl. 2010)

El uso de maquinaria pesada es esencial para la adquisición de la energía geotérmica, por esto la inversión sigue siendo costosa cuando se habla de crear una planta para aprovechar el calor interno de la tierra. Muchas cosas se tienen que tomar en cuenta, como, localizar estos lugares geotermales, prevenir la oxidación de los tubos metálicos que se utilizaran, personal, entre otras cosas.

Tener en cuenta las pocas energías no agotables que tenernos la posibilidad de emplear es importante porque aunque por el momento no se sientan necesarias, en el futuro serán y el saber cómo emplearlas, el saber cómo adquirirla es muy importante. México es un país que tiene plantas de energía geotérmica, pero no se le da la importancia necesaria dado el potencial que tiene nuestro país al ser una zona volcánica.

Usos Directos de la Energía Geotérmica

Los fluidos Geotermales de baja temperatura pueden ser usados en usos directos, los cuales incluyen

Bombas de Calor Usos Industriales Agricultura

Bombas de Calor

Las Bombas de Calor Geotérmicas (GHP, siglas en inglés) son extremadamente eficientes para la calefacción de hogares. Las Bombas de Calor son dispositivos de trasferencia de calor de un espacio fresco en un espacio cálido, haciendo el espacio fresco más frío y el espacio cálido más caliente.

Los sistemas GHP pueden ser usados para una variedad de aplicaciones, incluyendo calefacción y enfriamiento de hogares, escuelas y otros edificios, así como para calefacción y refrigeración para comercio e industria.

Las Bombas de Calor Geotermales han hecho un gran impacto en eficiencia energética en los Estados Unidos. Aproximadamente 50,000 bombas de calor geotermales son instaladas anualmente en los Estados Unidos.

Usos Industriales-Generación de Electricidad

El uso de la Energía Geotérmica depende de la temperatura de los recursos. Para la generación de electricidad, la temperatura debe estar alrededor de 150° C.

La generación de electricidad requiere altas temperaturas que solo pueden proceder de zonas profundas. El calor debe ser transportado hasta la superficie mediante conductos magmáticos, aguas termales, circulación hidrotermal, pozos petrolíferos, pozos de agua o una combinación de todos ellos. Esta circulación puede producirse naturalmente cuando la corteza es fina: los conductos magmáticos transportan el calor hasta la corteza y las aguas termales llevan el calor a la superficie. Si no existen aguas termales, debe perforarse un pozo sobre una capa freática caliente. Lejos de las zonas de confluencia de placas tectónicas, el gradiente geotérmico es de 25-30°C por kilómetro de profundidad en la mayor parte del mundo, por lo que los pozos deberían tener varios kilómetros de

profundidad para permitir la generación eléctrica La cantidad y calidad de los recursos recuperables aumenta con la profundidad de perforación y con la proximidad a los bordes de placa.

La electricidad geotérmica se considera sostenible puesto que la tasa de extracción es pequeña comparada con el contenido calorífico de la Tierra, pero aun así debe ser monitorizada para evitar el agotamiento local.

La generación de electricidad geotérmica es muy expansible: una pequeña central puede abastecer a una comunidad rural.

Agricultura

La aplicación a la agricultura podría permitir tener invernaderos energéticamente sostenibles.

Se busca mediante la utilización de la energía geotérmica, no solo proporcionar a las plantas las mejores condiciones ambientales y de desarrollo durante toda su etapa de evolución, si no además reducir los costes energéticos al máximo y lo que es más importante, reducir al máximo la contaminación atmosférica.

Mediante la utilización de diferentes técnicas de climatización se puede proporcionar una temperatura adecuada durante todo el año aumentando la temperatura en invierno y reduciendo lo necesario la temperatura interior en verano. Es muy frecuente la utilización en cascada del recurso geotérmico, ya que no todas las plantas requieren la misma aportación calórica. En los primeros módulos del invernadero, en contacto con el agua más caliente, se encontrarán las plantas con una necesidad más elevada. Esta utilización en cascada ahorra costes y energía.

Climatización en espacios cerrados.

Es necesario recordar que la energía geotérmica es una de las energías que tiene un potencial muy prometedor para la humanidad. Las bombas de calor son esenciales para poder satisfacer la capacidad de energía que se necesita para poder lograr climatizar un espacio cerrado. Utiliza la gran inercia térmica del subsuelo. La temperatura del subsuelo varía mucho menos que la ambiental (y que puede llegar a no variar a lo largo de todo el año si se toma a suficiente profundidad) de ahí la importancia de la profundidad. Estas bombas de calor reciben y expulsan el calor que llega a ellas de manera que regulan el calor que se requiere, según las necesidades de cada espacio y la temperatura. La bomba de calor se encarga de absorber el calor que la energía geotérmica le da en el terreno y esta la expulsa en el edificio.“La extensión, o mejor expresado, el volumen de los complejos a calentar, dependerá de la capacidad del acuífero y del número de pozos, así como la capacidad de extracción mediante bombeo. Con un caudal suficiente y cumpliendo los requisitos de temperatura, un solo pozo o varios pueden captar el flujo de agua geotérmica preciso.”( Llopis, G., Rodrigo, V. Guía de la energía geotérmica. P.129)

También se puede llevar a cabo una red de tuberías que busquen la climatización del espacio a utilizar.

[…]a través de tuberías calorífugas convenientemente, al objeto de producir en ellas las menores perdidas posibles de calor. En los puntos de entrega, los sistemas convencionales de calefacción se encargan de la disipación final del calor en el ambiente a climatizar.[…] ( Llopis, G., Rodrigo, V. Guía de la energía geotérmica. P.130)

La energía geotérmica de alta entalpía, ofrece un enorme potencial para la generación de electricidad, ofreciendo estabilidad a la red.

El contexto energético actual requiere de una reducción de la dependencia exterior, y de un mayor aprovechamiento de los recursos disponibles, mediante respuestas adecuadas de sensibilización ambiental por parte de la sociedad, ahorro y eficiencia energética, así como de uso de las energías renovables.

Ventajas.

La energía geotérmica tiene muchas ventajas. Entre las más importantes seria el gran aporte o ayuda que le hace al medio ambiente al reducir en una gran cantidad los contaminantes, así como la reducción de dinero que se invierte cada mes. Son más ventajas que se pueden obtener con la utilización de esta energía. Algunas son:

- Menores gastos de mantenimiento y operación.- Reducción de la plantilla de operación – manteniemiento (prescindiendo de

su componente social).- Versatilidad para montaje por módulos.- Limpieza ecológica, sin vertidos a una red hidrográfica.- Producción más limpia de energía.- Rendimientos del 60-50% la contaminación reducirse a 33-20%.- Mayor eficiencia de funcionamiento.- Simplicidad de regulación.- Menores perdidas.

Desventajas.

La energía geotérmica también tiene inconvenientes como lo aparatoso de la instalación, por lo que es conveniente planificar su instalación antes de la construcción del edificio o lugar siempre que sea posible. Son pocos los inconvenientes que se pueden presentar pero tenemos que tenerlos muy presentes. Como:

Los yacimientos ocupan una reducida extensión sobre la superficie terrestre.

Pueden ser muy abundantes. Las bombas han de situarse a pie de yacimiento, pues el vapor perdería

eficiencia en transportes largos. Las garantías de estabilidad y funcionamiento de los pozos conllevan

inversiones suplementarias. Son difíciles de reparar. Escaso (o nulo) desarrollo que ha tenido en muchos países. Existen riesgos de fugas, las cuáles pueden traer consigo una expulsión de

ácido sulfhídrico (letal para el ser humano) o arsénico (letal para el medio ambiente).

Condicionada por las caracterizaras del suelo que presente el lugar donde se quiere implementar.

Conclusión

La geotermia es la energía más eficiente tanto desde un punto de vista de consumo energético como de ahorro económico. Representa un ahorro energético y económico de entre un 60 y un 80% respecto a los sistemas de climatización tradicionales como el gas o el gas-oil. También es más eficiente que otras energías renovables, como la biomasa o la solar, frente a las cuales representa ahorros superiores al 50%.

Ya que este tipo de energía es de mayor abundancia, principalmente del petróleo, y se encuentra en todo el mundo puede llegar a tener un gran impacto a nivel mundial porque se podría disminuir la dependencia de muchos países y al ser económicamente barato resulta también mucho más rentable para los países con problemas económicos.

Ambientalmente tendría un impacto positivo ya que su índice de contaminación es menor a los recursos energéticos que se utilizan también hoy en día, pero al mismo tiempo puede llegar a tener uno negativo ya que el abuso excesivo puede hacer que se acabe más rápido y eso ocasionar efector negativos por parte de la Tierra, además que la mentalidad humana en querer controlar lo más que se pueda hacer, que sería generen plantas de esta energía en exceso y seguir destruyendo el medio ambiente en donde se encuentre la gran cantidad para explotar.

Si bien es cierto que aún se siguen buscando nuevas técnicas de generación de energía, hay que tener conciencia que ya se están utilizando esta y otras más para suplir a las que hemos estado atados por muchos años de nuestra historia.

Referencias de Búsqueda

Cárcel, F. J., Martínez, D. (2015, 10 de septiembre). La energía geotérmica de baja entalpía. Valencia, España: Universidad de Valencia, Área de Innovación y Desarrollo, S.L.

Llopis, G., Rodrigo, V. 2010 Guía de la energía geotérmica. Valencia, España: Universidad Politécnica de Madrid, Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Minas.

S. Frodl/J. N. Franzius/T. Bartl. 2010. Design and construction of the tunnelgeothermal system in Jenbach. Alemania.

Agence France-Presse. 2014. Indonesia Passes Law to Tap VolcanoPower. Industry Week

Àrea d’Ordenació del Domini Públic Hidràulic, 2010. Climatización de edificios a partir de la energía del subsuelo (baja temperatura). España.(ACA)

Marquez, Dulce, 2016. Recuperación mejorada mediante el uso de energíageotérmica. México. UNAM.

Romero Vivancos, Rubén. 2015. Estudio de eficiencia energética y viabilidad para la implantación de una instalación de climatización mediante geotermia en la Escuela Politécnica Superior IV de la Universidad de Alicante. España.

Thomson, William. 2012, An  Introduction to Thermogeology: Ground SourceHeating and Cooling, 2nd Edition.

Citas

Àrea d’Ordenació del Domini Públic Hidràulic, 2010. Climatización de edificios a partir de la energía del subsuelo (baja temperatura). España.(ACA). p. 23-24

K. Gosh, Tusahr & A. Prelas, Mark 2011.Geothermal Energy. p. 30-32

Agence France-Presse. 2015. Indonesia Passes Law to Tap VolcanoPower. p. 1

Romero Vivancos, Rubén. 2015. Estudio de eficiencia energética y viabilidad para la implantación de una instalación de climatización mediante geotermia en la Escuela Politécnica Superior IV de la Universidad de Alicante. p. 40-50

P. Benavente, Rocio. 2015, 29 Octubre. Climatización geotérmica: la alternativa subterránea para ahorrar en calefacción. El confidencial. P. 2-3. 20