Geotermia

GEOTERMIA
INTRODUCCION

El planeta Tierra no es un cuerpo inerte y frío perdido en el espacio y arrastrado pasivamente por la fuerza gravitacional del Sol. Desde el punto de vista energético constituye un sistema activo que recibe y comunica energía al medio que le rodea, y el calor es una parte de esa energía.

Todos los procesos geodinámicos que suceden en la Tierra, desde los procesos mássuperficiales, hasta los volcanes, las intrusiones, los terremotos, la formación de cordilleras y el metamorfismo, son controlados por la transferencia y generación de calor en su interior.

El calor es también el motor de la tectónica de placas, que involucra a la litosfera y a la astenosfera, y de otros procesos a mayor profundidad, como los movimientos de convección entre el manto y elnúcleo externo.

Hace más de 250 años que se pudo constatar el hecho de que en las minas, la temperatura aumenta con la profundidad a un ritmo de, aproximadamente, 1 ºC cada 30 m, y la existencia, en determinadas regiones del planeta, de volcanes con erupción periódica de rocas en estado de fusión, de fumarolas con vapores y gases calientes que pueden alcanzar temperaturas superiores a los 1.000 ºC,de fuentes termales y otras manifestaciones térmicas atestiguan la existencia de un calor que proviene del interior de la Tierra.

¿QUÉ ES LA GEOTERMIA?

Geotermia es una palabra de origen griego, deriva de “geos” que quiere decir tierra, y de “thermos” que significa calor: el calor de la Tierra. Se emplea indistintamente para designar tanto a la ciencia que estudia los fenómenos térmicosinternos del planeta como al conjunto de procesos industriales que intentan explotar ese calor para producir energía eléctrica y/o calor útil al ser humano.

Figura. Estructura interna de la Tierra.
(Fuente: Site Geothermie-Perspectives de l’ADEME et du BRGM).

Desde el centro hasta la superficie, el globo terrestre está constituido por tres capas sucesivas de temperaturadecreciente:

• El núcleo, sólido en su parte interna y líquido en su parte exterior.
Su temperatura puede alcanzar los 4.200 ºC.

• El manto que lo envuelve, con temperaturas que van desde los 3.000 ºC a 1.000 ºC. De textura plástica hacia el centro, se vuelve sólido hacia la superficie.

• La corteza, que corresponde a la envoltura superficial. Su temperatura varía desde los 1.000 ºC en sucontacto con el manto, hasta los 15-20 ºC de la superficie terrestre. Su espesor varía desde 5 a 20 km en las profundidades oceánicas, y desde 30 a 70 km bajo los continentes. Con la parte sólida del manto constituye la litosfera, fragmentada en varias placas litosféricas que se desplazan lentamente, unas con relación a otras, pudiendo dar lugar a importantes anomalías térmicas en sus bordes.

Elresultado de esta estructura interna es que el 99% de la masa de la Tierra está sometida a una temperatura superior a los 1.000 ºC, y únicamente un 0,1% de la misma soporta temperaturas inferiores a los 100 ºC.

LOS ORÍGENES DEL CALOR INTERNO DE LA TIERRA

Se encuentran en los siguientes hechos:

• Desintegración de isótopos radiactivos presentes en la corteza y en el manto, principalmente,uranio 235, uranio 238, torio 282 y potasio 40.

• Calor inicial que se liberó durante la formación del planeta hace 4.500 millones de años, y que todavía está llegando a la superficie.

• Movimientos diferenciales entre las diferentes capas que constituyen la Tierra, principalmente entre manto y núcleo.

• Cristalización del núcleo. El núcleo externo (líquido) está cristalizandocontinuamente, y en la zona de transición con el núcleo interno (sólido) se libera calor.

Las grandes diferencias de temperatura entre la superficie de la Tierra y las existentes en su interior originan un flujo continuo de calor hacia la superficie, estimándose que la energía que llega cada segundo a la superficie terrestre, en forma de calor, por conducción, convección y radiación, es de 42 x 1012 J....