Geotermia

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´ ORIGEN DE LA ENERG´ GEOTERMICA Y IA ´ MECANISMOS DE PROPAGACION DEL CALOR

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Origen de la energ´ geot´rmica ıa e

La energ´ que llega cada segundo a la superficie de la Tierra, desde su ıa interior, en forma de calor es de 4.2 × 1013 J. En la tabla 2.1 se compara con algunas de las principales transacciones de energ´ la energ´ que nos llega del ıa: ıa Sol, la energ´ liberada por losterremotos y la energ´ perdida por la disminuıa ıa ci´n de la velocidad de rotaci´n de la Tierra. Aunque la energ´ que recibimos o o ıa ´ del Sol es cuatro ordenes de magnitud superior a la geot´rmica, aqu´lla s´lo e e o penetra algunas decenas de cent´ ımetros bajo la superficie de la Tierra. Desde ´ un punto de vista unicamente energ´tico, el calor que nos llega del Sol sirve e para mantener lasuperficie del planeta a una temperatura promedio (alrededor de 15 ◦ C) y es irradiada de nuevo al espacio, de manera que no interviene en los procesos energ´ticos que afectan al interior de la Tierra. e Todos los procesos geodin´micos que suceden en la Tierra son controa lados por la transferencia y generaci´n de calor en su interior. Desde los proo cesos m´s superficiales, hasta los volcanes,intrusiones, terremotos, formaci´n a o de cordilleras y metamorfismo. El calor es el motor de la tect´nica de placas, que involucra a la litosfera y o a la astenosfera, y otros procesos a mayor profundidad, como los movimientos de convecci´n en el manto y en el n´ cleo externo. El campo magn´tico de la o u e Tierra tiene su origen en los procesos de convecci´n del n´ cleo externo. o u
Tabla 2.1. Lasprincipales transacciones de energ´ en la Tierra ıa

Proceso
Energ´ solar recibida (y vuelta a irradiar) ıa Energ´ geot´rmica ıa e P´rdida de energ´ por la disminuci´n de la velocidad de rotaci´n de la Tierra e ıa o o Energ´ liberada por los terremotos ıa

Potencia W
0.2 × 1017 4.2 × 1013 9.5 × 1011 1011

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Origen de la energ´ geot´rmica y mecanismos de propagaci´n del calor ıa e oLas fuentes de la energ´ geot´rmica son las siguientes (tabla 2.2): ıa e
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Desintegraci´n de is´topos radiactivos. Se estima que cerca del 50 % del o o flujo total de calor procede de la desintegraci´n de is´topos radiaco o tivos de vida larga presentes en la corteza y el manto. Estos son principalmente los is´topos 235 U, 238 U, 232 Th y el 40 K. En la tabla 2.3 o se muestran las contribucionesde cada is´topo y su contenido en o los tipos de roca que constituyen la corteza y el manto. Aunque la concentraci´n de estos is´topos es muy superior en la corteza (princio o palmente en la continental), el manto aporta gran parte de la energ´ ıa debido a su mayor volumen. Calor inicial. Energ´ liberada durante la formaci´n de la Tierra, hace ıa o 4500 millones de a˜ os, y que todav´ est´llegando a la superficie. n ıa a Movimientos diferenciales. Energ´ liberada por los movimientos difeıa renciales entre las distintas capas que constituyen la Tierra (princi´ palmente entre manto y n´ cleo). Estas responden de distinta manera u a las fuerzas de marea producidas por el Sol y la Luna. Una consecuencia de este fen´meno es la continua disminuci´n de la velocidad o o de rotaci´n del planeta. o•

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Tabla 2.2. Origen del calor en el interior de la Tierra y lugar donde se genera. Los m´rgenes de los a valores est´n dentro de la ambig¨edad del conocimiento actual a u

ORIGEN
RADIACTIVIDAD

LUGAR
Corteza continental Corteza oce´nica a Manto superior Manto inferior N´cleo u

POTENCIA × 1012 W
4.2-5.6 0.06 1.3 3.8-11.6 1.2-0 7-14 4-8 0-7

CALOR INICIAL MOVIMIENTOSDIFERENCIALES CALOR DE ´ DIFERENCIACION Calor latente de cristalizaci´n o Energ´ gravitatoria ıa TOTAL

Manto N´cleo u Manto N´cleo externo u

1-2.8 1 42

Energ´ geot´rmica ıa e Tabla 2.3. Concentraci´n de elementos radiactivos y producci´n de calor seg´n los distintos tipos o o u de rocas

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Granito
Concentraci´n o U (ppm) Th (ppm) K ( %) 4 15 3.5

Basalto Basalto Peridotita Corteza...