Introducción
Qué es la energía geotérmica: energía térmica almacenada en el subsuelo aprovechable para calefacción, refrigeración y generación eléctrica.
La energía geotérmica aprovecha el calor natural de la Tierra. Hoy es crucial por su capacidad de ofrecer suministro continuo, baja huella de carbono y resiliencia frente a la intermitencia de otras renovables. Esta guía pretende ser el recurso más completo y práctico sobre el tema, útil para estudiantes, profesionales, responsables de política energética y público general.
Advertencia: La implementación técnica y legal de proyectos geotérmicos puede requerir permisos, estudios geológicos y diseño profesional. Consulte a un geólogo, ingeniero o asesor energético antes de ejecutar obras.
Historia y Origen
El uso del calor terrestre es antiguo: baños termales naturales y calefacción por conductos geotérmicos ya se usaban en civilizaciones clásicas. La explotación moderna comenzó en el siglo XX con las primeras centrales geotérmicas en Italia, Estados Unidos e Islandia.
En las últimas décadas la tecnología ha avanzado en perforación, regulación de fluidos y sistemas de intercambio de calor, ampliando usos desde la generación eléctrica hasta las bombas de calor geotérmicas para edificios.
Funcionamiento o Características Principales
La energía geotérmica se basa en tres conceptos físicos clave: el gradiente geotérmico, la conductividad térmica del subsuelo y la presencia de acuíferos o masas rocosas calientes.
Gradiente y Recursos
El gradiente geotérmico indica el incremento de temperatura con la profundidad. Promedios globales están alrededor de 25–30 °C/km, pero en zonas volcánicas el gradiente es mucho mayor, creando recursos de alta temperatura aptos para generación eléctrica.
Fuentes y reservorios
Existen tres fuentes principales:
- Recursos hidrotermales: reservorios con agua caliente y/o vapor; los más explotados para generación.
- Sistemas Hot Dry Rock (HDR): roca caliente con baja permeabilidad que requiere estimulación hidráulica para circulación de fluidos.
- Gradiente y uso directo: bombas de calor y aprovechamientos de baja temperatura para calefacción.
Conversión a energía útil
Para obtener calor o electricidad se requiere extraer energía térmica mediante perforación y circulación de fluidos o mediante intercambio de calor con sondas. En generación eléctrica se usan turbinas impulsadas por vapor directo o ciclos binarios que permiten aprovechar temperaturas moderadas.
Tipos o Variaciones
La geotermia se clasifica por temperatura y aplicación:
- Baja temperatura (<90 °C): principalmente para calefacción, climatización y bombas de calor.
- Temperatura media (90–150 °C): posible para generación eléctrica con ciclos binarios.
- Alta temperatura (>150 °C): óptima para centrales de vapor directo o de «flash».
Técnicamente, las centrales se dividen así:
- Dry steam (vapor seco): utiliza vapor natural directamente en turbinas.
- Flash steam: el agua caliente se despresuriza para generar vapor.
- Binary cycle (ciclo binario): un fluido intermedio con bajo punto de ebullición transfiere calor a una turbina; permite explotar temperaturas moderadas.
Tabla comparativa: tipos de plantas y usos
Ventajas y Desventajas / Pros y Contras
Un análisis balanceado ayuda a decidir cuándo y cómo implementar geotermia.
Ventajas
- Baja emisión de CO2: especialmente comparada con combustibles fósiles.
- Disponibilidad continua: energía base, no intermitente.
- Alta eficiencia para calefacción: las bombas geotérmicas tienen COPs elevados.
- Escalabilidad: desde instalaciones domésticas hasta plantas industriales.
- Vida útil larga: campos bien gestionados pueden ser productivos por décadas.
Desventajas
- Coste inicial: perforación y estudios geológicos elevan inversión.
- Riesgo técnico: gestión de fluidos, corrosión y emisiones de gases menores (H2S, CO2).
- Localización: recursos óptimos no están disponibles en todas partes.
- Impacto geológico: riesgo de sismicidad inducida en proyectos de estimulación.
Guía Paso a Paso o Aplicación Práctica
A continuación una guía práctica para dos escenarios: instalaciones domésticas con bomba geotérmica y proyectos a escala de planta eléctrica.
Instalación doméstica: bomba de calor geotérmica
- 1) Evaluar demanda térmica de la vivienda y presupuesto.
- 2) Estudios geotécnicos y de viabilidad del terreno (permeabilidad, espacio para sondas horizontales o verticales).
- 3) Selección del sistema: sondas verticales en parcelas pequeñas; horizontales en terrenos amplios.
- 4) Diseño del circuito de intercambio, diámetro y profundidad de sondas, y equipo interior (bomba, intercambiador, depósito ACS).
- 5) Permisos y contratación de instalador acreditado.
- 6) Perforación/instalación, conexionado y puesta en marcha con pruebas de rendimiento.
- 7) Monitorización y mantenimiento preventivo anual.
Proyecto a escala de central geotérmica
- 1) Prospección geológica y sísmica; identificación de reservorio.
- 2) Ensayos de pozo (flow tests) y análisis químico de fluidos.
- 3) Estimación de capacidad energética y modelo de explotación a largo plazo.
- 4) Ingeniería de superficie: planta, sistemas de reinyección y gestión de gases.
- 5) Permisos ambientales y socialización con comunidades locales.
- 6) Perforación de pozos de producción y reinyección, construcción de planta y conexiones eléctricas.
- 7) Puesta en marcha, monitorización geotécnica y plan de manejo ambiental.
Preguntas Frecuentes (FAQ)
¿La energía geotérmica es renovable?
Sí, en la mayoría de casos se considera una energía renovable, ya que el calor terrestre se reconstituye naturalmente a escala humana. No obstante, la extracción excesiva sin reinyección puede agotar un reservorio local a medio plazo, por eso la gestión sostenible y la reinyección de fluidos son prácticas estándar.
¿Dónde es más rentable instalar geotermia?
La rentabilidad depende del recurso: zonas con actividad volcánica o tectónica suelen ofrecer recursos de alta temperatura ideales para electricidad. Para calefacción y bombas de calor, casi cualquier lugar con espacio para sondas puede ser rentable si se consideran costes energéticos locales y subvenciones.
¿Qué mantenimiento requiere una instalación geotérmica?
Las bombas geotérmicas domésticas requieren chequeos anuales, comprobación de fluidos y limpieza de filtros. Las centrales eléctricas requieren mantenimiento industrial similar a otras plantas: gestión de turbinas, intercambiadores, tratamiento de fluidos y control de corrosión.
¿La geotermia causa temblores (sismicidad)?
En general las explotaciones geotérmicas no inducen sismos perceptibles, pero técnicas de estimulación hidráulica y cambios de presión sí han provocado sismicidad inducida en algunos proyectos. Un diseño cuidadoso, monitorización sísmica y control de inyecciones minimizan el riesgo.
¿Cuánto CO2 evita la geotermia respecto al gas o carbón?
La reducción de CO2 varía según el proyecto. Una planta geotérmica típica puede evitar entre cientos de miles y millones de toneladas de CO2 a lo largo de su vida útil en comparación con equivalentes fósiles. Las emisiones operativas directas son bajas; el mayor impacto viene de actividades de perforación y materiales.
Conclusión
La energía geotérmica es una solución clave para la descarbonización por su capacidad de ofrecer energía base y calor eficiente. Su adecuada aplicación requiere evaluación geológica, diseño técnico y gestión ambiental responsable.
Las mejoras en perforación, materiales y ciclos térmicos amplían su potencial incluso en regiones sin recursos extremos. Integrada con otras renovables y sistemas de almacenamiento, la geotermia puede contribuir significativamente a sistemas energéticos más limpios, fiables y resilientes en las próximas décadas.
Si consideras un proyecto geotérmico, comienza por estudios de viabilidad y consulta a profesionales acreditados para asegurar una implantación segura, eficiente y conforme a la normativa.
