Tipo Yacimient o | Tipo de Terreno | Rango de Temperatur a | Uso principal |
Muy Baja Entalpía | Subsuelo con o sin agua Aguas subterráne as | 5° C < T < 25°C 10° C < T < 22°C | Climatizació n |
Baja Entalpía | Agua Termales Zonas Volcánicas Sedimento s Profundos | 22°C < T < 50 °C T < 100 °C | Balnearios Calor de Distrito |
Media Entalpía | 100°C < T < 150°C | Electricidad, Ciclos Binarios | |
Alta Entalpía | T > 150 °C | Electricidad |
También se puede identificar varios sistemas, como son:
Los sistemas llamados hidrotermales los cuales se caracterizan por estar formados principalmente de calor, agua y roca que se complementan para filtrar en la capa externa de la tierra. Debido a este fenómeno se le puede diferenciar como vapor dominante en donde cada sistema está constituido por un vapor seco, también se encuentran los sistemas de líquido dominante que se los identifica por estar constituidos de agua salada a altas temperaturas, adicionalmente se puede diferenciar el agua salada que está a temperaturas bajas que oscilan entre 50 y 15°C.
El sistema llamado geotérmicos mejorados los cuales se caracterizan por la roca seca caliente presente en este sistema, por lo general se le encuentra a aproximadamente 2 o 4 K de profundidad desde la corteza de la tierra.
Otro sistema es el de geopresurizados en el cual se encuentra agua entre las rocas en el interior de la tierra a una presión alta.
También se encuentran los sistemas marinos ubicados en lo más profundo del mar, específicamente representa las volcanes que han erupcionado ene l interior del océano.
Por último se encuentran los sistemas magmáticos identificados por la roca fundida en base a los desechos volcánicos que se encuentran en el interior de los océanos [15]
Esta energía se puede llegar a obtener desde los 100MW/m2 a 200 MW/m2que es inferior a la del sol que produce 340 MW por m2, pero que al momento de compararlos son lo mismo que se puede obtener de energía solar y eólica.
Para las medidas de explotación se lleva un estándar la profundidad de perforación va de los 50 a 100 metros, tomando en cuenta que no se debe exagerar ya que los acuíferos desparecerían y tardaría años en restaurarse dependiendo mucho del lugar de saturación y la temperatura que se obtiene sirve para calefacción de habitaciones como para invernaderos en agricultura
Por la crisis de petróleo que existe a nivel mundial el crecimiento de la energía eléctrica aumenta un 9% de plantas geotermales anuales. [4][10]
Para cavar sobre el área que se necesita es necesario un estudio previo para evitar daños en el suelo y sobre todo no es recomendable usar equipo de cavado tradicional, sino que se necesita usar un nuevo tipo de tecnología de perforación ya que son demorados y sobre todo demorados se necesita eliminar el taladro por lo que es mejor usar proyectiles que son disparados hacia el suelo siendo rápidos y precisos.
La pistola que dispara a los proyectiles que reemplaza al taladro se le conoce como un acelerador de ram, en donde el proyectil es disparado fuera de la pistola y a su vez entra en una serie de tubos que contienen mezclas de aire como también de gases combustible, impulsándola hacia adelante a velocidades enormes de varios kilómetros que van por segundo. [5] [6] [11]
Fig. 1 Esquema de la estación generadora de ciclo binario [7] Se compone de:
Comprensor.- Aumenta la presión y la temperatura del vapor que se encuentra en el refrigerante
Condensador.- Condensa el vapor refrigerante a líquido.
Válvula de expansión.- Provoca una caída de presión en el refrigerante, por lo que se vaporiza.
Evaporador.- Donde se enfría la caja de la nevera al absorber el calor latente que va a vaporizar al refrigerante, en donde se puede utilizar amoniaco ara obtener refrigeración de -15°C. [7][8]
PASOS PARA LA OBTENCIÓN DE LA ENERGÍA
1.- Expansión isotérmica.- Se transfiere calor a un cilindro desde la fuente de temperatura, con la que el gas se expande 2.-Expansion adiabática.- El gas se enfría hasta alcanzar exactamente la temperatura más alta hasta alcanzar su máximo volumen
3.- Comprensión isotérmica.- Es salida de calor, debido que tiene una fuente de calor comprime al gas y ese sede calor a una fuente fría.
4.- Comprensión adiabática.- El calor llega a su máxima temperatura, mientras que el volumen a su mínimo [9][17]
Fig. 2 Coeficiente de funcionamiento entre el calor y la electricidad. [9]
Los yacimientos se encuentran en zonas que son de elevada temperatura se necesita que sean porosas o por fisuras, se los puede clasificar en:
Yacimientos de alta temperatura.-Suelen alcanzar temperaturas que oscilan de 350°C a 150 °C a una profundidad que oscila de 1500 a 2100 metros, en donde se obtiene vapor alto lo cual ayudara a la energía eléctrica para activar el generador eléctrico.
Yacimientos de baja temperatura.- Suelen alcanzar temperaturas que oscilan de 60°C y 90°C
c) Yacimientos de roca caliente.- Se basan en la transmisión de calor entre materiales estos no tienen fluidos pero son muy caros por lo cual no es recomendable [13][18]
Existen restricciones para el uso de la energía geotérmica debida a su trasporte por lo que se utiliza en transformación de energía eléctrica como también para sistemas en donde actúa directamente el calor de la tierra.
Balneología: Este es el método más antiguo ya que viene desde tiempos atrás desde la prehistoria tomando en cuenta que el agua es esencial y saludable para el ser humano como también se utiliza para embotellamiento y como consumo humano.
Calefacción: Se utiliza un 30% a nivel mundial es excelente en los países Europeos y Asiáticos siendo la principal fuente para calefacción de hogares ya que necesitan a nivel de todo el año siendo económico y sobre todo fácil de implementar.
Para realizar el proceso mencionado se hace uso de la bomba de calor geotérmica, la cual permite intercambiar el calor o frio con el interior de la tierra para implementarla en cada uno de los hogares o en las industrias, para lo cual utiliza mangueras subterráneas por las que se transporta el calor o frio, estas pueden estar distribuidas de manera vertical u horizontal o en bucle abierto, la primera se ubica a profundidades que oscilan de 80m a 120m , mientras que la segunda se ubica de m a 2m de profundidad aunque para esa debe de existir un amplio campo de terreno y el tercero es ubicado en zonas donde exista aguas subterráneas ya que es necesario tener un pozo de almacenamiento para aprovechar de esta manera la energía con la planta.
Fig. 2. Primer diseño de bomba de calor geotérmica. [15]
Fig. 2.1 Segundo diseño de bomba de calor geotérmica. [15]
Fig. 2.2 Tercer diseño de bomba de calor geotérmica. [15]
Agricultura y ganadería: Es de gran utilidad en invernaderos para las plantas como también ayudan a calentar el suelo lo que acelera el proceso de crecimiento en las plantas, como también se utiliza en el secado de plantas como en la esterilización de suelo y en la ganadería para la incubación de huevos y la calefacción de animales y aceleración de crecimiento de pollos, tomando en cuenta que ahorra anualmente toneladas de petróleo.
Usos industriales: No son muy utilizados en comparación con los antes mencionados ya que no utilizan en la industria de manera energética [10][19]
Tomando en cuenta que se busca tener una energía renovable existe un impacto ambiental tomando en cuenta la ley orgánica del ambiente en donde prohíbe las plantas geotérmicas en lugares como:
? Reservas forestales
? Zonas protectoras
? Parques nacionales
? Reservas biológicas
? Refugios nacionales de la vida silvestre
? Humedales
? Monumentos naturales
[20][21]
VII. FACTIBILIDAD
A esta energía se la utiliza debido a que:
剎o es necesario el uso de ningún tipo de combustible para calentar el aguas y producir el vapor que permitirá el giro de las turbinas pertenecientes a la planta, sino que el vapor producido al calentar el aguade forma natural con el calor de la tierra permite evitar el consumo de combustibles que no se pueden renovar.
剐ara producir un megavatio no es necesario poseer de extensas áreas territoriales con respecto a otras generadoras de electricidad como la hidroeléctrica.
剅n el transcurso del año estas plantas pueden trabajar sin detenerse ya que no están propensas a los desastres naturales que impiden el funcionamiento de una planta.
剓i es necesario el aumento de la generación de energía eléctrica estas plantas constan de una ayuda adicional, al estar instaladas con plantas que permiten tener un incremento en los vatios.
Pero a pesar de su factibilidad puede:
剁fectar al medio ambiente ya que durante el proceso de generación emana mínimas cantidades de sustancias contaminantes como el arsénico e hidrogeno y otros minerales que afectan a la atmosfera a largo plazo pero en mínima cantidad.
剌uego de utilizar el agua caliente sometiéndole al proceso de enfriamiento para obtener el vapor y almacenarlo, esta se compone de metales pesados como es el caso del mercurio, que termina afectando el océano, es decir, a la vida marina que habita en él, ya que el agua utilizada es regresada nuevamente al punto de origen (el océano).
剅n pocos casos la instalación de la planta se debe de construir en una zona de bosques, lo cual aumenta el costo de la planta debido a que si se destruye un árbol este resulta tener un costo extremadamente elevado, debido a la prohibición de destruir la naturales.
La energía geotérmica es una de las energías renovables del futuro debido a que poco a poco se están implementando en diferentes países del mundo y uno de ellos es el Ecuador, aunque aún no ha tenido mayor impacto y ha pasado un tanto desapercibido ya que la mayor fuente de generación eléctrica en la actualidad está basada en las hidroeléctricas. Los proyectos que se desarrollan afirman que la mejor ubicación para estas plantas es la región insular debido a que la corteza de la tierra es menos gruesa en las regiones oceánicas, y por el clima y condiciones geográficas de esta región demuestran que es apta para la generación de la energía, proporcionando un mayor abastecimiento a menor costo durante el tiempo que este en funcionamiento la planta.
La geotérmica se basa en la extracción del calor generado en el interior de la tierra mediante perforaciones por donde se filtra el agua caliente para específicamente hacer uso del vapor que se obtiene del agua fuerte, para que este al momento de ingresar a las turbinas las encienda y permita que se genera la energía, mientras que el agua utilizada para obtener el vapor es liberada nuevamente al océano.
Pero antes de ir a construir la planta se debe de considerar que tipo de energía geotérmica se tiene, es decir, si es de tipo de roca caliente, magma volcánico o acuífero, que están presentes en regiones volcánicas submarinas, lo cual influirá para saber cuál es la planta que se debe de colocar según estas condiciones para un mejor rendimiento.
[1] Ackerman, E. (2015). Digging for Geothermal Energy with Hypersonic Projectiles. Ieee Spectrum, 5.
[2] Ackerman, E. (23 de 08 de 2015). Ieee. Recuperado el 27 de 01 de 2016, de http://spectrum.ieee.org/energywise/energy/renewables/digging- for-geothermal-energy-with-hypersonic-projectiles
[3] Barbier, E. (3 de Diciembro de 1998). Nature and technology of geothermal energy. International Institute for Geothermal Research, Piazza Solferino 2, 56126 Pisa, Italy, 2.
[4] Campos, V. H. (2008). Desarrollos geotermicos en parques nacionales,una posibilidad constitucional. Universidad de Costa Rica–ciencias economicas, 9.
[5] Dikson, D. (1978). Tecnologia alternativa y politicas de cambio tecnologico. H.Blume, 51.(s.f.). Energis .
[6] Gomez, J. A. (1998). Energias alternativas. En J. A. Gomez, Energias alternativas (pág. 5). Cipec.
[7] Gomez, J. A. (1998). Energias alternativas. En J. A. Gomez, Energias alternativas (pág. 8). Cepe.ed.
[8] Levitan, D. (2011). Geothermal Energy"s Promise and Problems. Iee Energywise blog., 4.
[9] Lund, J. (1997). Geothermal research at the Geo-Heat Center Oregon Institute of Technology. 27 Jul-1 Aug 1997 (págs. 820 – 1825 vol.3). Honolulu, HI: IEEE.
[10] Sole, A. C. (2011). Energia geotermica de baja temperatura. En
C. Sole, Energia geotermica de baja temperatura (pág. 15). MExico: Cano.Pina,S.L.Ediciones Ceysa.
[11] Vercelli, A. (June 26, 2012). Que es energia geotermica. Energias como bienes comunes, 5.
[12] Andrews, S. Fastqc, (2010). A quality control tool for high throughput sequence data. Ackerman, E. (2015). Digging for Geothermal Energy with Hypersonic Projectiles. Ieee Spectrum, 5.
[13] Dikson, D. (1978). Tecnologia alternativa y politicas de cambio tecnologico. H.Blume, 51.(s.f.). Energis .
[14] Ledesma, R. M.-P. (s.f.). El calor de la Tierra. En R. M.-P. Ledesma, El calor de la Tierra (pág. 58). La licencia para todos .
[15] (IGME), i. p. (2008). Manual de Geotermia. España: IDEA. [16] edambiental. (2015). Tecnologias energeticas especificas. edambiental.org.
[17] energia-Argentina, S. d. (2008). Energias Renovables. Argentina: Secretaria de energia-Argentina.
[18] geotermica, E. (1998). Jose Luis Sierra;Graciela Elsa Pedto. Argentina: epen.
[19] Guiierrez, V. M.-E. (2008). Tendencias tecnologicas-La energia geotermica:una opcion tecnologica economicamente madura. Ieee Espectrum, 5.
[20] Hervas, I. V. (2015). Tecnologia industrial 1 energia geotérmica. Apredemos tecnologia, 9.
[21] Lara, A. L. (2011). Proyecto de una central de generacion geotermica en el Ecuador. biddigital.epn, 3.
Autor:
Johanna Paola Narváez Muñoz
Nació en 1993. Recibió el título en Física-Matemática en la "Unidad Educativa Bilingüe Interamericana". Continúo sus estudios en la Universidad "Politécnica Salesiana" en la especialidad de Ingeniería Eléctrica.
Jessica Ortega
Nació en Cuenca, Ecuador, en 1993.Recibio el título de Fisca- Matemática en el colegio "Manuela Garaicoa de Calderón" en 2011. Luego continúo sus estudios en la Universidad "Politécnica Salesiana en la especialidad de Ingeniería Eléctrica"
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