Para producir electricidad necesitamos mover turbinas. Hoy en d\u00eda, la mayor\u00eda de la electricidad proviene de quemar combustibles f\u00f3siles para llevar el agua a ebullici\u00f3n y que as\u00ed genere vapor que pueda mover las turbinas. El problema es que la quema de combustibles f\u00f3siles emite di\u00f3xido de carbono (CO2), un gas de efecto invernadero que contribuye al cambio clim\u00e1tico. \u00bfTenemos alguna alternativa limpia en lugar de quemar combustibles f\u00f3siles para conseguir vapor de agua que mueva las turbinas? S\u00ed, la energ\u00eda geot\u00e9rmica, es decir, el calor del interior de la Tierra.<\/p>\n
A medida que nos adentramos hacia el interior de la Tierra, la temperatura aumenta. En la superficie, a presi\u00f3n atmosf\u00e9rica, el agua entra en ebullici\u00f3n a 100 \u00baC. En zonas con anomal\u00edas t\u00e9rmicas, como son las zonas volc\u00e1nicas, encontramos temperaturas muy superiores a 100 \u00baC apenas a 1 o 2 km de profundidad. Esto lo saben bien en Islandia, donde el 66% de la energ\u00eda proviene de la energ\u00eda geot\u00e9rmica.<\/p>\n
En zonas con un gradiente geot\u00e9rmico medio, de unos 25-30 \u00baC\/km, necesitamos alcanzar unos 4 km de profundidad para encontrar temperaturas suficientes para generar electricidad. Para aprovechar el calor del interior de la Tierra, necesitamos dos pozos, uno de inyecci\u00f3n de agua fr\u00eda, la cual se calienta al entrar en contacto con la roca caliente profunda, y otro para extraer el agua caliente que alimenta la central geot\u00e9rmica que genera electricidad de esta fuente renovable. La energ\u00eda geot\u00e9rmica tiene una gran ventaja respecto a otras renovables: no es intermitente, por lo que es fiable y sabemos de cu\u00e1nta podemos disponer de forma continua.<\/p>\n
Barreras a su implementaci\u00f3n
\nEn la actualidad, la capacidad instalada para generar electricidad a partir de energ\u00eda geot\u00e9rmica es de 16 GWe, representando tan solo el 0.5% de la electricidad generada a escala global. La mayor\u00eda de las centrales geot\u00e9rmicas existentes se encuentran en zonas con altas temperaturas a poca profundidad. Sin embargo, para contribuir de forma efectiva a mitigar el cambio clim\u00e1tico, las centrales geot\u00e9rmicas deben proliferar en zonas con gradientes geot\u00e9rmicos medios, lo que implica profundizar a unos 4 km.<\/p>\n
A estas profundidades, no se acostumbran a encontrar rocas sedimentarias, que pueden ser porosas y permeables, lo que facilitar\u00eda la circulaci\u00f3n del agua por el subsuelo, sino rocas cristalinas, como el granito, que son compactas y poco permeables, pero est\u00e1n fracturadas. Es a trav\u00e9s de estas fracturas por donde circular\u00e1 el agua entre los dos pozos. Como las fracturas est\u00e1n inicialmente cerradas, lo que se acostumbra a hacer es una estimulaci\u00f3n hidr\u00e1ulica para abrirlas y permitir que fluya el agua con facilidad. Esta estimulaci\u00f3n se hace inyectando agua a alta presi\u00f3n, lo que mueve las fracturas, forzando su apertura por dislocaci\u00f3n dada la rugosidad de las fracturas.<\/p>\n
Este procedimiento conlleva el riesgo de inducir terremotos, ya que los deslizamientos de las fracturas generan microsismos, es decir, movimientos s\u00edsmicos no perceptibles en la superficie, pero que se pueden llegar a sentir si el desplazamiento es m\u00e1s grande del esperado. La mayor\u00eda de los proyectos generan miles de microsismos, y solo unos pocos proyectos han producido terremotos perceptibles. El problema es que un solo terremoto perceptible puede acarrear la cancelaci\u00f3n del proyecto, como ocurri\u00f3 en Basilea (Suiza) en 2006 con un terremoto de magnitud 3.4 o en Pohang (Corea del Sud) en 2017 con un terremoto de magnitud 5.5. Lo desconcertante de estos dos terremotos es que ocurrieron despu\u00e9s de haber cesado la inyecci\u00f3n, por lo que la presi\u00f3n se hab\u00eda empezado a disipar y se esperar\u00eda que la estabilidad de las fallas mejorase.<\/p>\n
La sismicidad inducida en Basilea
\nEn el caso de Basilea, un microsismo de magnitud 2.2, no sentido en superficie, hizo tomar la decisi\u00f3n de parar la inyecci\u00f3n para evitar terremotos mayores. Esta decisi\u00f3n se bas\u00f3 en el concepto tradicional que la causa de los terremotos inducidos es el aumento de la presi\u00f3n de agua, que tiende a abrir las fracturas y fallas, reduciendo su resistencia friccional.<\/p>\n
Nuestros estudios muestran que existen otros mecanismos, adem\u00e1s del aumento de la presi\u00f3n de agua, que son claves en la inducci\u00f3n de terremotos. En particular, la interacci\u00f3n entre terremotos y la respuesta de tensi\u00f3n-deformaci\u00f3n del subsuelo causado por la sobrepresi\u00f3n. La primera se produce porque al deslizarse una falla se liberan tensiones en el \u00e1rea que desliza, y se transfieren a su alrededor, lo que puede desestabilizar fallas cercanas. Este fen\u00f3meno explica las r\u00e9plicas de los terremotos. La \u00faltima se explica por un aumento de la compresi\u00f3n en el subsuelo en respuesta a la expansi\u00f3n causada por la presurizaci\u00f3n. Durante la inyecci\u00f3n, la compresi\u00f3n estabiliza algunas fallas, pero al parar la inyecci\u00f3n, estas fallas se vuelven inestables porque al bajar la presi\u00f3n, tambi\u00e9n lo hace la compresi\u00f3n y su efecto estabilizador.<\/p>\n
De la comprensi\u00f3n a la previsi\u00f3n
\nLa mejora en la comprensi\u00f3n de los mecanismos que causan los terremotos inducidos nos ha permitido desarrollar una herramienta predictiva fiable. El \u00e9xito de esta herramienta num\u00e9rica es debido a que considera los procesos f\u00edsicos que son relevantes en los proyectos de geoenerg\u00eda. Aplicando nuestra herramienta predictiva, hemos podido explicar, por primera vez, algunas de las observaciones m\u00e1s desconcertantes de la sismicidad inducida que se observ\u00f3 en el proyecto de geotermia de Basilea.<\/p>\n
En concreto, nuestro modelo reproduce la reactivaci\u00f3n de una de las fallas que se inici\u00f3 una vez se par\u00f3 la inyecci\u00f3n. Adem\u00e1s, se muestra que los cambios de presi\u00f3n no son el causante principal de la sismicidad inducida, ya que esta ocurre antes de que se alcance la presi\u00f3n cr\u00edtica que deber\u00eda desestabilizar la falla si solo los cambios de presi\u00f3n fueran los causantes de la sismicidad. Adem\u00e1s, en algunas fallas, la presi\u00f3n cr\u00edtica nunca se lleg\u00f3 a alcanzar.<\/p>\n
Escoger la mejor estrategia de inyecci\u00f3n
\nPara proyectos futuros, con esta herramienta predictiva, se puede estudiar cu\u00e1l es la estrategia de inyecci\u00f3n que tiene el potencial de minimizar la sismicidad inducida a la vez que se consigue aumentar de forma efectiva la permeabilidad de las fracturas. Haciendo este ejercicio para el caso de Basilea, se observa que la estrategia que se sigui\u00f3 \u2014consistente en aumentar la presi\u00f3n de forma escalonada\u2014, aunque aumenta la permeabilidad de las fracturas, es la que induce una mayor sismicidad, en especial despu\u00e9s del cese de la inyecci\u00f3n.<\/p>\n
Alternativamente, utilizar una inyecci\u00f3n c\u00edclica permite disminuir la sismicidad, pero a expensas de apenas aumentar la permeabilidad. La mejor estrategia para el caso de Basilea parece que hubiera sido una inyecci\u00f3n constante, que hubiera aumentado la permeabilidad con una sismicidad menor que la observada. Adem\u00e1s, tambi\u00e9n hemos encontrado que la mejor forma de dejar de inyectar para reducir los sismos post-inyecci\u00f3n hubiera sido reduciendo la presi\u00f3n de inyecci\u00f3n de forma progresiva durante dos d\u00edas.<\/p>\n
Un futuro con gran potencial
\nLos avances recientes en el campo de la geotermia profunda para la generaci\u00f3n de electricidad limpia son muy esperanzadores de cara a contribuir de forma significativa a descarbonizar la sociedad y mitigar la emergencia clim\u00e1tica. Estamos aprendiendo a aprovechar esta energ\u00eda de forma segura, lo que va a permitir en un futuro cercano que proliferen centrales geot\u00e9rmicas de generaci\u00f3n de electricidad limpia en multitud de lugares en los que no hay una manifestaci\u00f3n evidente de que el subsuelo est\u00e1 caliente.<\/p>\n
El interior de la Tierra alberga una cantidad inagotable \u2014a escala humana\u2014 de calor que podemos utilizar para generar electricidad sin emitir gases de efecto invernadero. Es dif\u00edcil imaginarse el gran tesoro que tenemos bajo nuestros pies, ya que no podemos verlo de forma directa. Pero en las noches en las que no sople el viento, podremos seguir encendiendo las luces de nuestros hogares gracias a la energ\u00eda geot\u00e9rmica. La soluci\u00f3n nos viene desde el interior de nuestra Tierra, cuid\u00e9mosla.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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