Issuu

La Geotermia: alternativa energética renovable y amigable

Por Gonzalo Duque-Escobar* Manizales, febrero 15 de 2020. Museo Interactivo Samoga

Central de energía geotérmica: Fuente: Emaze.com

• El aprovechamiento del calor natural irradiado por el núcleo de la Tierra, conservado en rocas o transportado por fluidos internos a través de rocas con anomalías térmicas, o en áreas con gradientes de temperatura significativos, se conoce como geotermia, una rama de las geociencias que se ocupa de una de las fuentes de energía renovable de mayor potencial para varias regiones del planeta, aunque poco utilizada. Como referente, la media del gradiente geotérmico es de 33°C por Km de profundidad. • El proceso tecnológico correspondiente permite aprovechar la energía térmica asociada al calor de las rocas o de los fluidos existentes, bajo de la superficie de la Tierra y en zonas geológicas especiales, para su posterior uso como energía eléctrica principalmente, o para calentar el ambiente en una zona habitada o la atmósfera de cultivos o bienes que lo requieran, según estemos hablando de energía térmica para uso doméstico o industrial. • Después de utilizar la energía geotérmica accionando turbinas para generar electricidad, los fluidos remanentes, al igual que los de pozos cuya fuente de calor subterránea no supere los 100ºC de temperatura, pueden tener como aplicación la producción de energía térmica para uso industrial y doméstico, e incluso, para calentar agua o climatizar ambientes si los recursos extraídos sólo tienen temperaturas menores a los 25ºC. 2

Ejemplos

• El uso de un sistema geotérmico susceptible de ser aprovechado con ventaja, tal cual ocurre en el norte de Europa, Japón o Estados Unido donde ya llevan décadas, todavía no está muy extendido, pese a tratarse de una de las fuentes de energía renovables con gran potencial en muchos casos, y a la disponibilidad de tecnologías que facilitan desarrollar un campo geotérmico con capacidad de aprovechamiento y beneficios razonables. • Si bien a nivel mundial en energía geotérmica la capacidad instalada al 2010 llegaba a unos 18.500 MW, y la tecnología desarrollada para su aprovechamiento y que ha sido completamente asimilada, se ha concentrado sólo en explotación de sistemas convectivos hidrotermales de alta temperatura, los cuales se encuentran presentes en forma limitada en el mundo, también los sistemas geotérmicos de mediana y baja entalpía (temperaturas < 180 °C), y que se destinan en aplicaciones de usos directos: por ejemplo, en los sectores residencial, comercial, servicios, agrícola e industrial, ahora son de gran interés. • Centroamérica donde el 8 % de las necesidades anuales de electricidad son cubiertas por el uso de la geotermia, cuenta con más de 1,300 fuentes de agua termal con potencial. Como referente, el arco energético de los países del Sistema de Integración Centroamericana SICA, es: energía hidráulica 42,7 %, hidrocarburos y combustibles fósiles 39,8 %, geotermia y viento 5,2 % cada una, bagazo de caña en ingenios azucareros 4,8 %, energía solar 2,2 %, y biogás 0,1 %.

Campo geotérmico en ambiente volcánico. Por Leonardo Solís. 3

El modelo geotérmico

Piloto de geotermia de San Luis de Palenque (Casanare) para 480 familias. MME

• En la prospección de fuentes de origen magmático, un indicador de la energía disponible en el reservorio lo constituye la naturaleza de las fumarolas, examinando la química de los gases volcánicos emanados: las cloruradas, anuncian ambientes de 800°a 450°C; las ácidas, ambientes de 450° a 350°C, y las alcalinas o amoniacales, de 250° a 100°C. Las segundas están compuestas por vapores de agua, ácido clorhídrico y anhídrido sulfuroso y las terceras por cloruro amónico y ácido sulfhídrico. • A la pregunta, cómo funciona la geotermia y cómo se extrae la energía geotérmica, la respuesta empieza por aclarar que existen diferentes técnicas de captación: primero la horizontal enterrada, cuando el sistema que trabaja a poca profundidad (entre 0,5 y 1,5 metros), o lo hace con colectores horizontales, consta de un entramado de tuberías de polietileno, ales, en cuyo interior circula agua con anticongelante. • Contrariamente, cuando no se tiene suficiente espacio, está la captación vertical mediante sondas geotérmicas verticales, donde para el sistema las tuberías pueden alcanzar los 150 metros de profundidad; y finalmente, está la captación por ríos o lagos, que consiste en servirse de las aguas termales para introducir en la masa del fluido los captadores, y realizar allí el contraste de temperaturas. 4

Energía geotérmica de alta entalpía generación de electricidad. De REVE.

• Una vez que la energía ha sido captada, el siguiente paso es convertir el calor del fluido en energía mediante una bomba geotérmica de calor que, al captar la energía térmica pasa a un evaporador, donde el calor se mezcla en un circuito con refrigerante, que entra en estado gaseoso y puede acceder al compresor y condensador: allí regresa al estado gaseoso para ser utilizada como calefacción o agua caliente. • Una ventaja de la geotermia, radica que se permitir su uso escalonado: inicialmente, con el fluido a alta temperatura se generaría electricidad, luego se puede conducirse a través de termoductos dicho fluido decenas de kilómetros sin que haya pérdida significativa de calor, para lograr su uso industrial utilizando intercambiadores de energía, y finalmente el agua llegaría a invernaderos o a baños termales. • Un campo geotérmico, podría ser el de un reservorio a alta temperatura ubicado a menos de 2 Km de profundidad, litológicamente establecido en rocas porosas, pero protegido por una capa sello impermeable para prevenir la pérdida de energía térmica. Si a dicho reservorio llega un pozo productor para llevar vapor a una la turbina y generar electricidad, también podría instalarse un pozo de reinyección para regresar el agua residual al yacimiento y realimentar el reservorio. 5

¿Y Colombia qué?

Energía Geotérmica de Baja Entalpía usos directos. Accedacris.ulpgc.es/

• Aunque Colombia, al igual que Centro América, no cuenta con escenarios de vulcanismo efusivo tal cual ocurre con las Islas Canarias, sino de tipo explosivo, las posibilidades de energía geotérmica vulcanogénica, pasan por los tres segmentos volcánicos: Galeras, Huila y Ruiz; pero igualmente por áreas con anomalías térmicas ya identificadas durante las exploraciones petroleras, razón por la cual la búsqueda de yacimientos promisorios para Colombia en tiempos recientes, se extienden a volcanes en estado OFF y pasan por los Llanos. • Si en Colombia, el petróleo no sólo continúa aumentando de precio, sino que se están agotando sus reservas probadas, tendríamos dos razones para valorar favorablemente la opción de generar energía eléctrica con recursos geotérmicos de baja temperatura, cuyas perspectivas se vuelven más prometedoras, así la generación de electricidad con plantas de ciclo binario resulte poco competitiva en comparación con las convencionales, aunque habría que implementar un programa de investigación sobre las posibles aplicaciones de la geotermia de baja y media temperatura. • En marzo de 2021, Parex Resources con la Universidad Nacional de Colombia, sede Medellín, puso en funcionamiento el primer proyecto de generación eléctrica del país con 100 kW de potencia instalada, a partir de energía geotérmica, en Campo Maracas de Casanare; a esto se suma que dicha empresa tiene otro piloto de baja entalpía con capacidad: 35 kW, para ser desarrollado en Campo La Rumba, en el municipio de Aguazul en Casanare, similar al piloto de Chichimene en Acacías, Meta, el que desarrolla Ecopetrol con una capacidad de 2 MW. 6

¿Y la región qué?

• En el país, cuando la Central Hidroeléctrica de la CHEC, con su departamento de Geotermia, entre otros escenarios identificados optó por el sector occidental de la Olleta, por tratarse de una de las zonas más proclives a ser fuente de energía geotérmica del Macizo Volcánico Ruiz Tolima, al perforar un pozo exploratorio a 1400 m de profundidad y a una altitud de 3500 m snm, se encontró una anomalía térmica interesante, de unos 230°C. • Para ese entonces, el aporte de Ingeominas elaborando el registro estratigráfico al pie de la perforación, y de la Universidad Nacional dándole soporte al proyecto en el campo de la geoquímica, además de resultar fundamentales para el proyecto, gracias a un modelo interinstitucional colaborativo, también se nutrieron los acervos tecnológicos de dichas instituciones, mismas que con CHEC participaron desde 1985 en actividades de investigación y monitoreo volcánico.

Colombia - Zonas con Potencial Geotérmico. ISAGEN, 2014.

• Finalmente, mientras el Servicio Geológico de Colombia, estima que el potencial de generación de energía eléctrica con recursos geotérmicos para el país, rondan los 138,60 EJ, equivalentes a unos 1.170 MW, la pregunta es si el modelo económico a largo plazo, por estar atado a una fuente de larga vida útil que demanda bajo costo de mantenimiento, compensará el elevado precio en la instalación de la infraestructura, y los costos ambientales relacionados con el vertimiento de fluidos que puedan contaminar acuíferos. 7

Gracias • Profesor de la Universidad Nacional de Colombia http://godues.webs.com • Portada: Complejo Volcánico Ruiz Tolima. Ideam • Contraportada: Central geotérmica de Nesjavellir en Islandia. Wikipedia.org Museo Interactivo Samoga

Fuentes bibliográficas • • • • • • • • • • • • • • • •

Área Tecnológica: Geotermia. Observatorio Tecnológico de la Energía. IADE, España. 01 02 2012. Con cuatro pilotos, el país genera energía geotérmica y biomasa. Alfonso López Suárez. Portafolio. Julio 28 de 2021. Energía Geotérmica. División de Geotermia. Guatemala. Julio, 2007. Geotermia en Colombia. Grupo de Investigación y Exploración de Recursos Geotérmicos. Servicio Geológico Colombiano (SGC), 2019. Geotermia en Colombia. ISAGEN. Mayo – 2014. Ecopetrol explorará con energía geotérmica; será asesorada por Petrolern LLC. Por Valora Analitik -2021-10-13. Estudio del recurso geotérmico de baja entalpía en la Isla de Gran Canaria. Omayra del Pino Díaz Molina 2016. Universidad de Las Palmas de Gran Canaria. Guía de Energía Geotérmica. FECM. Madrid España. 2008. La Energía Geotérmica. Anaely Saunders Vázquez. In Las fuentes renovables de energía. (Tomo II) December 2018. La energía geotérmica. Instituto Geológico y Minero de España. 1983. La Energía Geotérmica como fuente alternativa de abastecimiento para la demanda en Colombia. Adriana María Gil González. Universidad Nacional Abierta y a Distancia Medellín, 2019. La energía geotérmica puede cubrir todo el consumo eléctrico mundial. REVE. 5 marzo, 2013. Manual de geología para ingenieros. Duque Escobar, Gonzalo (2003) Universidad Nacional de Colombia, Manizales Manual de geotermia. Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía C/ Madera, 8. Madrid, junio de 2008. ¿Qué es la Energía Geotérmica? Mary H. Dickson y Mario Fanelli. Istituto di Geoscienze e Georisorse, CNR, Pisa, Italia. Trad: Alfredo Lahsen. (2004) Valoración y gobernanza de los proyectos geotérmicos en América del Sur. Paolo Bona y Manlio F. Coviello. CEPAL 2016. 9

Enlaces U.N. 1 de 2

Acciones frente al clima y el desarrollo. Acecha El Niño fortalecido por el calentamiento global. Acuerdo Climático: avance necesario pero insuficiente. Adaptación al cambio climático para Manizales. Agua como bien público. Agua para todos: el desastre del río Mira. Agua y Clima. Aguas subterráneas. Aguacate en la tierra del café. Albert Einstein en los cien años de la Teoría de la Relatividad. Amenazas naturales en los Andes de Col. Amenaza climática en el trópico andino. Antropoceno, ¿concepto cultural o geológico? Aprendizajes en procesos participativos de reconversión productiva. Árboles, poblaciones y ecosistemas. Arroyo Bruno, entre la muerte negra y la vida wayuu. Aspectos geofísicos de los Andes de Colombia. Asuntos del clima en Colombia vistos desde El Niño. Bioturismo y adaptación ambiental para la Ecorregión Cafetera. Bosques, Cumbre del Clima y ENSO. Bosques para la Estabilidad del Medio Ambiente.

Caldas en la biorregión cafetera. Caldas en la consulta minera. Calentamiento global en Colombia. Cambio Climático en Caldas – Colombia. Cambio climático y gestión ambiental en Caldas. Cambio Climático y Pasivos Ambientales del Modelo Urbano. Cambio climático y sustentabilidad del territorio. Ciencias Naturales & CTS. Ciencia, tecnología y ruralidad en el POT de Caldas. Clima andino y problemática ambiental. Clima, deforestación y corrupción. Clima extremo, desastres y refugiados. Clima: las heladas en Colombia. Colombia biodiversa: potencialidades y desafíos. Colombia en el día de la Pachamama. Colombia: el cóndor de los Andes, en grave amenaza. Colombia Intermodal: Hidrovías y Trenes. Colombia Tropical ¿y el agua qué? Colombia, país de humedales amenazados. Colombia: riesgos geodinámicos y hábitat. ¿Colombia sostenible? Con el solsticio, pasada la navidad se acentuará El Niño. Construyendo el territorio UMBRA. Crisis del clima: y el cambio climático ¿qué?

CTS, Economía y Territorio. Cuando llegan las lluvias. Cuatro PNN, patrimonio natural de la Ecorregión Cafetera. Cultura y Astronomía (CyA) Cultura del agua en los ríos urbanos. Cumanday, ¿el león dormido? Curso de capacitación CIDEAMA. De la Cumbre de Durban al desastre de Colombia. Degradación del hábitat y gestión ambiental. Del antropocentrismo al biocentrismo. Desarrollo urbano y huella ecológica. Desarrollo y revoluciones tecnológicas. Día de los océanos: mares y océanos del planeta azul. Dia Internacional de La Tierra – Colombia. Diálogos con el Territorio y Gestión del Riesgo Natural. Dinámicas del clima andino colombiano. Dinámicas Territoriales y Paisaje Cultural Cafetero. Doscientos años de regresiones rurales en Colombia. Ecorregión Cafetera: evaluación ambiental del territorio. Ecorregión Cafetera: Minería y Medio Ambiente. Ecorregión y bioturismo. Eje Cafetero: cambio climático y vulnerabilidad territorial.

Eje Cafetero: construcción social e histórica del territorio. El agua en Colombia: glosas. El agua en la biorregión caldense. El árbol nacional, especie vulnerable en amenaza. El camino a las estrellas. El desastre en el río Mira. El día mundial del Medio Ambiente. El Estado y la función del suelo urbano. El fantasma de la imprevisión. El inestable clima y la crisis del agua. El ocaso del bosque andino y la selva tropical. El Paisaje Cultural Cafetero: ¿Sujeto de Derechos? El porqué de los aguaceros en Colombia. El Río Cauca en el desarrollo de la región. El Río Grande: Retos y Opciones. El siniestro de Mocoa, designio de la imprevisión. El territorio caldense, un constructo cultural. El territorio de los Ansermas de la cultura Umbra. El territorio del río Grande de la Magdalena. El tortuoso camino de los acuerdos climáticos. El volcán y el desastre de Armero. Expansión aguacatera y consulta minera en el Eje Cafetero. Fisiografía y geodinámica de los Andes de Colombia.

Enlaces U.N. 2 de 2 Flujo de agua en el suelo. Legalidad y sostenibilidad de la guadua Geomecánica. en la ecorregión cafetera. Geotecnia para el Trópico Andino. ¿Llega el invierno, pero la Gestión del riesgo natural y el caso de Colombia. vulnerabilidad qué? Llegó La Niña… ¿y entonces? Gestión del Riesgo por Sismos, Volcanes y Laderas en la Política Ambiental de Manizales. Manizales: ciudad de los ecoparques. Gestión y política pública ambiental, para el Manizales, ¿ciudad del agua? patrimonio natural en Colombia. Manizales: Foro del Agua 2019. Gobernanza forestal para la ecorregión andina. Manizales: El futuro de la ciudad. Guerra o Paz, y disfunciones socio-ambientales en Manizales: perfil de su territorio y Colombia. complejidades de su ordenamiento. Guía astronómica. Manizales: política pública ambiental y Hidro-Ituango: una lectura a la crisis. gestión del riesgo. Huella hídrica en Colombia. Manizales: un diálogo con su territorio. Huracán Iota: el tifón que abate a San Andrés. Manual de geología para ingenieros. Huracanes y Terremotos acechan. Más allá de las profecías Mayas. Institucionalidad en el Paisaje Cultural Cafetero. Más espacio y oportunidades para el La cosmología de Stephen Hawking. ciudadano. La apicultura, sector estratégico. Medio ambiente, mercado y Estado. La crisis del turismo. Misión de Sabios de Caldas: encuesta. La economía azul en la esfera de la producción. Muelle de Tribugá: ¿es posible el desarrollo sostenible? La economía en la era del conocimiento. Newton: de Grecia al Renacimiento. La encrucijada ambiental de Manizales. No hay más terremotos, simplemente La gran cuenca Magdalena-Cauca. desastres más grandes. La historia del Cerro Sancancio. Noroccidente de Caldas: un territorio Laderas del Trópico Andino: caso Manizales. forjado en Oro, Panela y Café. Las Cuatro Estaciones y el Cambio Climático. Nuestras aguas subterráneas. Las cuentas del agua. Nuestro frágil patrimonio hídrico. Laudato sí: El Cuidado de la Casa Común: Nuestros bosques de niebla en riesgo. memorias.

Opciones de Caldas en medio ambiente, cultura y territorio. Otra vez El Niño: ¿cómo adaptarnos? Paisaje y Región en la Tierra del Café. Paramos vitales para la Ecorregión Cafetera. Patrimonio hídrico: carencias en la abundancia. PCCC: disrupciones y derechos bioculturales. Perfil Ambiental de Manizales y su territorio. Plusvalía urbana para viabilizar el POT de Manizales. Por falta de bosques con el agua al cuello. Preservación Ambiental e Hídrica dentro de la Declaratoria del PCCC. Prisas para tiempos de calma. Procesos de control y vigilancia forestal en la región andina de Colombia. ¿Qué deja la temporada invernal y para dónde va? ¿Qué hacer con la vía al Llano? Reconstrucción con adaptación al cambio climático en Colombia. ¿Réquiem por la Reserva Forestal Protectora de Río Blanco? Retos ambientales y logísticos en la hidrovía del Magdalena. Revolución urbana, desafío para el Eje Cafetero. Riesgo en la zona andina tropical por laderas inestables. Riesgos para el agua en la ecorregión cafetera de Colombia.

Riesgo sísmico: los terremotos. Río Blanco, cuna de vida… Riosucio mestiza e indígena. Sismo, bahareque y laderas. Sistematización de Experiencias y Estrategias de los PAI de la cuenca del río Guarinó y la Charca de Guarinocito. Sol, clima y calentamiento global. Subregiones del departamento de Caldas: perfiles. Templanza y solidaridad frente al desastre. Territorio y Región: Caldas en la ecorregión cafetera. Tierra y ruralidad en Colombia. Turismo espacial: ¿riesgos o beneficios? UMBRA: la Ecorregión Cafetera en los Mundos de Samoga. Un pacto con la sociedad y la naturaleza. Un país con grandes retos ambientales. Un SOS por la bambusa guadua. Una mirada al contexto regional. Urabá frente a los mares de Colombia. Vías lentas en el corazón del Paisaje Cultural Cafetero. Visión retrospectiva y prospectiva del desarrollo regional. Vida y desarrollo para el territorio del Atrato. ¿Violación de derechos ambientales en Río Blanco? Vulnerabilidad de las laderas de Manizales. ¿Y el agua en Colombia qué? 11