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La energía geotérmica es una energía renovable que se obtiene mediante el aprovechamiento del calor natural del interior de la tierra que se transmite a través de los cuerpos de roca caliente o reservorios por conducción y convección, donde se suscitan procesos de interacción de fluidos y rocas, dando origen a los sistemas geotérmicos. El término geotérmico viene del griego geo («Tierra»), y thermos («calor»); literalmente «calor de la Tierra». El interior de la Tierra está caliente y la temperatura aumenta con la profundidad. Las capas profundas están a temperaturas elevadas y, a menudo, a esa profundidad hay capas freáticas en las que se calienta el agua: al ascender, el agua caliente o el vapor producen manifestaciones en la superficie, como los géiseres o las fuentes termales, utilizadas para baños desde la antigüedad. Actualmente, el progreso en los métodos de perforación y bombeo permiten explotar la energía geotérmica en numerosos lugares del mundo.

Tipos de yacimientos geotérmicos 

Yacimientos de agua caliente Planta de energía geotérmica en las Filipinas. Estos yacimientos pueden formar una fuente o ser subterráneos, contenidos en un acuífero. Los que forman fuentes, se aprovechan desde tiempos muy antiguos como baños termales. En principio podrían aprovecharse enfriando el agua antes de utilizarla, pero suelen tener caudales relativamente reducidos. En cuanto a los subterráneos, nacimientos de aguas termales muy calientes a poca o media profundidad, sirven para aprovechar el calor del interior de la tierra. El agua caliente o el vapor pueden fluir naturalmente, por bombeo o por impulsos de flujos de agua y de vapor. El método a elegir depende del que en cada caso sea económicamente rentable. En la mayoría de los casos la explotación debe hacerse con dos pozos (o un número par de pozos), de modo que por uno se obtiene el agua caliente y por otro se vuelve a inyectar en el acuífero, tras haber enfriado el caudal obtenido. Las ventajas de este sistema son múltiples: 1. Hay menos probabilidades de agotar el yacimiento térmico, puesto que el agua reinyectada contiene todavía una importante cantidad de energía térmica. 2. Tampoco se agota el agua del yacimiento, puesto que la cantidad total se mantiene. 3. Las posibles sales o emisiones de gases disueltos en el agua no se manifiestan al circular en circuito cerrado por las conducciones, lo que evita contaminaciones. 4. Finalmente hay otros yacimientos en los que el agua sale en forma de vapor. En estos, el aprovechamiento es directo para obtener energía mecánica mediante una turbina, pero tienen el problema de que es más complicado reinyectar el agua después de condensada, y en el camino habrán difundido en la atmósfera una parte de los gases que acompañan al vapor.

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Clasificación según la temperatura del agua Energía geotérmica de alta temperatura. La energía geotérmica de alta temperatura existe en las zonas activas de la corteza. Esta temperatura está comprendida entre 150 y 400 °C, se produce vapor en la superficie y mediante una turbina, genera electricidad. Se requieren varias condiciones para que se dé la posibilidad de existencia de un campo geotérmico: una capa superior compuesta por una cobertura de rocas impermeables;3 un acuífero, o depósito, de permeabilidad elevada, entre 0,3 y 2 km de profundidad; suelo fracturado que permite una circulación de fluidos por convección, y por lo tanto la trasferencia de calor de la fuente a la superficie, y una fuente de calor magmático, entre 3 y 15 km de profundidad, a 500-600 °C. 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. Energía geotérmica de temperaturas medias. La energía geotérmica de temperaturas medias es aquella en que los fluidos de los acuíferos están a temperaturas menos elevadas, normalmente entre 70 y 150 °C. Por consiguiente, la conversión vaporelectricidad se realiza con un rendimiento menor, y debe explotarse por medio de un fluido volátil. Estas fuentes permiten explotar pequeñas centrales eléctricas, pero el mejor aprovechamiento puede hacerse mediante sistemas urbanos de reparto de calor para su uso en calefacción y en refrigeración (mediante máquinas de absorción). Energía geotérmica de baja temperatura. La energía geotérmica de temperaturas bajas 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 50 a 70 °C. Energía geotérmica de muy baja temperatura. La energía geotérmica de muy baja temperatura se considera cuando los fluidos se calientan a temperaturas comprendidas entre 20 y 50 °C. Esta energía se utiliza para necesidades domésticas, urbanas o agrícolas, como la climatización geotérmica (bomba de calor geotérmica). Las fronteras entre los diferentes tipos de energías geotérmicas es arbitraria; si se trata de producir electricidad con un rendimiento aceptable la temperatura mínima está entre 120 y 180 °C, pero las fuentes de temperatura más baja son muy apropiadas para los sistemas de calefacción urbana y rural. Yacimientos secos[editar] En este caso, hay una zona bajo la tierra, a profundidad no excesiva, con materiales o piedras calientes, en seco. Se inyecta agua por una perforación y se recupera, caliente por otra, se aprovecha el calor, por medio de un intercambiador y se vuelve a reinyectar como en el caso anterior. Un ejemplo, en Inglaterra, fue el «Proyecto de Piedras Calientes» (en inglés, Hot Dry Rocks, abreviado como HDR), abandonado después de comprobar su inviabilidad económica en 1989. Los programas HDR se están desarrollando en Australia, Francia, Suiza, Alemania. Los recursos de magma (rocas fundidas) ofrecen

energía geotérmica de altísima temperatura, pero con la tecnología existente no se pueden aprovechar económicamente esas fuentes.

Ventajas 1. Es una fuente que disminuye la dependencia energética de los combustibles fósiles y de otros recursos no renovables. 2. Los residuos que produce son mínimos y ocasionan menor impacto ambiental que los originados por el petróleo y el carbón. 3. Sistema de gran ahorro, tanto económico como energético. 4. No genera ruidos exteriores. 5. Los recursos geotérmicos son prácticamente inagotables a escala humana.4567 6. No está sujeta a precios internacionales, sino que siempre puede mantenerse a precios nacionales o locales. 7. El área de terreno requerido por las plantas geotérmicas por megavatio es menor que otro tipo de plantas. No requiere construcción de represas, ni tala de bosques. 8. La emisión de CO2, con aumento del efecto invernadero, es inferior al que se emitiría para obtener la misma energía por combustión, y puede llegar a ser nula cuando se reinyecta el agua, haciéndola circular en circuito cerrado por el exterior.

Desventajas 1. En yacimientos secos se han producido a veces microsismos como resultado del enfriamiento brusco de las piedras calientes, y su consiguiente fisuración. Las desventajas que vienen a continuación hacen referencia exclusivamente a la energía geotérmica que no se utiliza con reinyección, y la que no es de baja entalpía doméstica (climatización geotérmica). 1. 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. 2. Contaminación de aguas próximas con sustancias como arsénico, amoníaco, etc. 3. Contaminación térmica. 4. Deterioro del paisaje. 5. No se puede transportar (como energía primaria), salvo que se haga con un intercambiador y un caloportador distinto del de las aguas del acuífero. 6. No está disponible más que en determinados lugares, salvo la que se emplea en la bomba de climatización geotérmica, que se puede utilizar en cualquier lugar de la Tierra.

Usos 1. BALNEARIOS. 2. CALEFACCIÓN Y AGUA CALIENTE.

3. ELECTRICIDAD. 4. EXTRACCIÓN DE MINERALES. 5. AGRICULTURA Y ACUICULTURA. Recurriendo a aspectos más termodinámicos podemos explicar el uso de esta energía de la siguiente manera: Las aplicaciones que se pueden dar en un fluido dependen de su contenido en calor, es decir, en su entalpía (cantidad de energía térmica que un fluido puede intercambiar con su entorno). Como no existen aparatos que determinen directamente la entalpía de un fluido en el subsuelo y la temperatura puede considerarse más o menos proporcional a esta, se ha decidido como consecuencia de esto emplear las temperaturas de los fluidos en lugar de sus contenidos en calor, pues, al fin y al cabo, son las temperaturas las que determinan su futura aplicación industrial. Uso directo de energía geotérmica Las primeras aplicaciones se pueden encontrar en los baños del Imperio Romano, el Imperio Medio de los chinos y los Otomanos para la construcción de balnearios. En Chaudes-Aigues, en el centro de Francia, se encuentra la primera red histórica de calefacción geotérmica del distrito que data del siglo XIV. Hoy en día hay muchos usos para la energía geotérmica en la industria, la artesanía y en edificios residenciales. Calefacción y refrigeración con calor geotérmico Para la mayoría de las aplicaciones, solo se necesitan temperaturas relativamente bajas. A partir de la energía geotérmica profunda a menudo las temperaturas requeridas pueden estar disponibles directamente. Si esto no es suficiente, la temperatura puede elevarse con bombas de calor, como suele ser el caso con la energía geotérmica cercana a la superficie. En relación con las bombas de calor, la energía geotérmica se utiliza generalmente para calentar y enfriar edificios, así como para la preparación de agua caliente sanitaria. Otra posibilidad es el enfriamiento natural, donde el agua con la temperatura de la superficie plana, es decir, la temperatura media anual del sitio, se usa directamente para enfriar el edificio (sin el uso de una bomba de calor). Este enfriamiento natural tiene el potencial de reemplazar millones de aires acondicionados eléctricos en todo el mundo. Otra aplicación directa es la de evitar la congelación de puentes, carreteras o aeropuertos. De nuevo, no se necesita bomba de calor. Esto incluye el tendido de tuberías de agua sin escarcha.

Para el uso de calor en aguas termales de la energía geotérmica se utilizan aguas profundas con temperaturas entre 40 y 150 ° C. El agua termal generalmente se lleva a la superficie desde una profundidad de 1,000 a 4,500 metros a través de un pozo, y transfiere la mayor parte de su energía térmica a través de un intercambiador de calor a un segundo circuito de la red de calefacción "secundaria". Luego se enfría y se presiona a través de un segundo orificio con una bomba en el suelo, en la capa de la que se extrajo. Generación de energía eléctrica mediante energía geotérmica Pozo de energía geotérmicaPara la generación de electricidad, la energía geotérmica se utilizó por primera vez en Larderello en Toscana. En 1913, el conde Piero Ginori Conti construyó allí una planta de energía, en la que las turbinas de vapor generaban 220 kW de energía eléctrica. Hoy hay alrededor de 750 MW de potencia eléctrica instalada. Bajo la Toscana, el magma está relativamente cerca de la superficie. Este magma caliente aumenta la temperatura del suelo a tal punto que es económicamente posible un uso de la energía geotérmica. En la generación de energía hidrotermal, se necesitan temperaturas del agua de al menos 80ºC. Los depósitos hidrotermales de vapor caliente y seco con temperaturas superiores a 150º C se pueden utilizar directamente para impulsar una turbina de vapor. Durante mucho tiempo, el agua termal se usó exclusivamente para el suministro de calor en el área de construcción. Las plantas de Ciclo de Rankine Orgánico (ORC) recientemente desarrolladas permiten el uso de temperaturas superiores a 80ºC para la generación de energía eléctrica. Estos trabajan con un medio orgánico que se evapora a temperaturas relativamente bajas. Este vapor orgánico impulsa el generador de energía a través de una turbina. Los fluidos usados para el ciclo son parcialmente inflamables o tóxicos. Una alternativa al método ORC es el método Kalina. Para sistemas en un rango de potencia más pequeño (<200 kW), también se pueden concebir unidades motrices como motores Stirling. La generación de electricidad a partir de energía geotérmica profunda es básica y controlable, en las plantas existentes a menudo se alcanzan más de 8,000 horas de operación por año. Generación de electricidad a través de depósitos de alta entalladura La generación de electricidad a partir de energía geotérmica se lleva a cabo tradicionalmente en países que tienen depósitos de alta entalpía, donde se encuentran temperaturas de varios cientos de grados Celsius a profundidades relativamente bajas (<2000 m). Dependiendo de la presión y la temperatura, los depósitos pueden estar dominados por el agua o el vapor. En las técnicas de producción modernas, los líquidos refrigerados se reinyectan, por lo que prácticamente no se producen efectos ambientales negativos, como el olor a compuestos de azufre. Generación de electricidad a través de depósitos Niederenthalpiel

En los depósitos de Niederenthalpiel, la máxima eficiencia energética posible debido a la baja temperatura se extiende entre el suministro y el sistema de retorno más bajo que en los depósitos de Hochenthalpiel. La elección óptima del fluido de trabajo (por ejemplo, el proceso de Kalina con amoniaco) intenta hacer un uso más eficiente de la distancia entre las temperaturas de flujo y retorno. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que los requisitos de seguridad para el manejo de amoníaco pueden ser diferentes que cuando se utilizan diversos equipos de trabajo orgánicos. El consumo de electricidad propio, en particular para el suministro de las bombas circulantes en el ciclo termal del agua, en dichas plantas puede ascender hasta el 25% de la cantidad de potencia producida.

Costes La energía geotérmica es más competitiva que la combustión (hidrocarburos), sobre todo en países como Islandia, Nueva Zelanda e Italia. Durante el período de precios bajos de energía en la década de 1980 hasta la reciente subida de los precios de los combustibles fósiles, petróleo y gas, pocas zonas con recursos geotérmicos en los Estados Unidosfueron capaces de generar electricidad a un coste competitivo con otras fuentes de energía. Salvo para las bombas de calor geotérmicas, no todas las áreas del mundo tienen un recurso geotérmico utilizable, aunque si posean. Además, algunas fuentes geotérmicas no tiene una temperatura lo suficientemente alta como para producir vapor. En esas zonas, la energía geotérmica se puede generar mediante un proceso llamado tecnología de ciclo binario, aunque la eficacia es menor. En cualquier caso, en lugar de la producción de electricidad, las zonas de más baja temperatura pueden proporcionar climatización de edificios(calefacción, refrigeración). Desde 1998, Estados Unidos cuenta con 18 sistemas de calefacción urbana, 28 granjas de acuicultura, 12 plantas industriales, 218 balnearios y 38 invernaderos que utilizan calor geotérmico. Otras áreas no tienen el agua para producir vapor, que es necesaria para los diseños actuales de la planta. A las áreas geotérmicas sin vapor se las denomina áreas de rocas calientes secas zonas calientes y se están investigando métodos para su explotación.

Nicaragua

Marzo del 2011 El asentamiento de Nicaragua sobre una cadena de volcanes, hace del país un lugar ideal para la explotación de fuentes de energía geotérmica. Irónicamente, sin embargo, Nicaragua depende del

petróleo y del carbón para su abastecimiento de electricidad y debe esforzarse para satisfacer la demanda de energía. El Banco Interamericano de Desarrollo (BID) busca un cambio de esta situación por medio del proyecto de electricidad geotérmica San Jacinto-Tizate. El préstamo del BID de US$30,3 millones a Polaris Energy Nicaragua, S.A. (PENSA), la compañía constructora y operadora de la planta de San Jacinto, situada en la región occidental del país, permitirá el aumento de la capacidad de generación de electricidad geotérmica de la planta. La iniciativa apunta a la expansión de la unidad generadora existente de 10 MW a un total de 72 MW mediante el aprovechamiento de recursos adicionales y la instalación de dos turbinas nuevas, de mayor capacidad. Al término de la ampliación, la planta de San Jacinto, que es la segunda geotérmica de Nicaragua, producirá energía suficiente para suministrar electricidad a casi una de cada doce viviendas del país. “Este proyecto no consiste sólo en una expansión del acceso a la electricidad. También se trata de la transformación de la matriz de energía del país, a fin de reducir su dependencia de las importaciones de combustibles fósiles y de incrementar su competitividad en el largo plazo”, dijo Hans Schulz, Gerente General del Departamento de Financiamiento Estructurado y Corporativo del BID. Sabido es, desde hace mucho tiempo, que el uso del calor geotérmico para la generación de electricidad constituye un medio barato e inocuo para el medio ambiente, de proveer la electricidad sumamente necesaria en Nicaragua. Sin embargo, en este aspecto el país ha quedado preso dentro de un círculo vicioso, en el que el abultado costo inicial de exploración ha obstaculizado las inversiones en este ámbito. En un país donde el sector privado provee 40 por ciento de la energía, el Banco trata de ampliar el papel que las compañías desempeñan en el aprovechamiento de la energía renovable. El BID considera que el sector privado constituye una fuente importante de financiamiento y, al mismo tiempo, una incubadora de soluciones creativas en materia de energía. Gran parte del valor agregado por el BID proviene de su capacidad para infundir confianza y atraer inversionistas. “Podemos ayudar a que América Central movilice inversiones del sector privado en energía geotérmica”, dijo Elizabeth Robberechts, Oficial de Inversiones del Departamento de Financiamiento Estructurado y Corporativo del BID. “Esperamos que este proyecto tenga un efecto demostrativo que fomente más inversiones del sector privado en los abundantes recursos geotérmicos de la región”. Las plantas de generación geotérmicas convierten el agua caliente de las entrañas de la tierra en vapor que se usa para accionar una turbina y generar electricidad y luego vuelve a inyectarse en la reserva geotérmica subterránea. En muchos sentidos, la energía geotérmica constituye la modalidad ideal de energía renovable. Las plantas geotérmicas no necesitan combustible pues funcionan con la energía que ellas mismas producen y, por consiguiente, son inmunes a las variaciones de los costos de los combustibles. En

gran medida, los cambios climáticos no afectan la capacidad de generación y las plantas geotérmicas usan una pequeña fracción de la superficie terrestre y el agua potable que necesitan otras instalaciones de generación de energía. Asimismo, gracias a los volcanes de Nicaragua la energía geotérmica es también sumamente multiplicable: puede producirse energía para un pequeño pueblo o una gran ciudad, dependiendo de la capacidad de la planta. A diferencia de lo que ocurre con la energía eólica, solar o hidroeléctrica, las plantas geotérmicas constituyen una fuente de energía constante, que funciona 24 horas por día y siete días por semana y, por ende, puede compensar con eficacia el uso de otras plantas alimentadas con combustibles fósiles. El BID tiene un prolongado historial de trabajo en el sector de la energía de Nicaragua, con especial énfasis en la energía sostenible y renovable. El Banco, reconociendo la necesidad de políticas amplias y pormenorizadas, ha brindado recursos de apoyo a la preparación del Programa Nacional de Electrificación Sostenible y Energía Renovable del país. Febrero 2018 El presidente ejecutivo de la Empresa Nicaragüense de Electricidad (ENEL), Ernesto Martínez Tiffer, indicó que en las próximas semanas tienen previsto iniciar los estudios de factibilidad de tres proyectos de generación de energía con fuentes geotérmicas ubicados en el volcán Cosigüina, Casita-San Cristóbal y volcán Mombacho. Explicó que la expectativa es que en cada uno de esos puntos se establezca una planta con una capacidad de generación de 35 megavatios… El objetivo es que dentro de seis años se puedan agregar al sistema de interconectado nacional un total de 105 megavatios producidos en esas tres nuevas generadoras geotérmicas… La inversión en cada uno de esos estudios asciende a los US$40 millones, señaló. El Banco Interamericano de Desarrollo (BID) financia el proyecto en el volcán Cosigüina y para desarrollar el programa en el Mombacho se cuenta con el respaldo de la Agencia de Cooperación Internacional de Japón (JICA), sostuvo Martínez Tiffer. “En los próximos seis años Nicaragua tendrá energía firme adicional para darle estabilidad y confiabilidad a nuestro sistema de interconectado”, valoró. Se trata del “inicio de tres proyectos, de la factibilidad de tres proyectos geotérmica