Estado del arte de las tecnologías y tipos de aprovechamiento de la geotermia
El estado del arte de la geotermia muestra que esta energía es una de las renovables más estables, ya que puede generar electricidad de forma continua (base-load) con factores de capacidad superiores al 85%. A nivel internacional, los países con mayor desarrollo poseen centrales que superan los 100 y 150 MW, con inversiones que pueden ir entre 2 y 8 millones USD por MW debido al alto costo de perforación de pozos y exploración. Estudios recientes en español destacan que el rendimiento depende principalmente de la temperatura del reservorio, el caudal y la entalpía del fluido [1].
Imagenes 1 Geotérmica
Las tecnologías actuales se dividen en:
- Vapor seco, usada cuando el vapor sale directamente del yacimiento.
- Flash simple o doble, que utiliza agua de alta presión que se “expande” para producir vapor [2].
- Ciclo binario (ORC), el cual permite generar electricidad incluso con recursos de media y baja entalpía usando un fluido orgánico con bajo punto de ebullición. Esta última tecnología ha avanzado bastante en países latinoamericanos por su buena eficiencia entre 80–180 °C [3]. También se investiga el desarrollo de sistemas EGS (Enhanced Geothermal Systems) para crear permeabilidad donde no existe de manera natural [4].
Respecto a los tipos de aprovechamiento, la geotermia eléctrica usa recursos de media a alta entalpía (>150 °C), mientras que la geotermia de uso directo aprovecha temperaturas menores para calefacción, invernaderos, secado industrial, balnearios o bombas de calor geotérmicas. En estos sistemas someros, las temperaturas entre 15 y 25 °C permiten climatización eficiente, con coeficientes de rendimiento (COP) superiores a 4 en instalaciones residenciales y comerciales [5].
En los últimos años, la investigación hispana enfatiza el potencial geotérmico en países de la región andina. Diversas tesis y estudios remarcan que Ecuador, Colombia y Perú poseen zonas de alta entalpía cercanas a volcanes activos, lo que abre la posibilidad de instalar centrales de 20 a 50 MW con costos competitivos si se garantiza un buen caudal térmico. La literatura técnica también analiza la reinyeción del fluido como práctica obligatoria para mantener la presión del reservorio y asegurar la sostenibilidad a largo plazo [1], [4].
Por otra parte, se destaca que la geotermia puede integrarse con sistemas híbridos. Por ejemplo, algunas investigaciones proponen combinar un ciclo binario geotérmico con paneles solares térmicos para aumentar la temperatura de entrada al ORC, lo que mejora la eficiencia global entre un 5% y un 12%. Además, se estudia la microgeotermia doméstica mediante bombas de calor que permiten reducir el consumo eléctrico residencial en hasta un 40% según experiencias en España y México [2] Estas líneas de investigación muestran que la geotermia no solo es útil para grandes centrales, sino también para aplicaciones urbanas modernas.
Hoy el desarrollo se orienta a mejorar la eficiencia de los ciclos binarios, reducir los costos de perforación y evaluar impactos ambientales mediante análisis de ciclo de vida. La literatura técnica señala que, aunque la inversión inicial es alta, la producción estable y el bajo costo operativo hacen que la geotermia siga siendo una alternativa competitiva donde el recurso térmico es abundante[5].
Referencias
[1] C. L. Rubio, Impacto ambiental de la energía geotérmica en aplicaciones de climatización y usos directos. Tesis Doctoral, Universidad de La Rioja, España, 2021.
[2] M. C. Expósito Martín, Análisis de la energía geotérmica de baja temperatura en la Comunidad Valenciana. Tesis de Máster, Universidad de Alicante, España, 2015.
[3] A. D. Prada Plata, Análisis técnico y económico de un sistema de generación geotérmica mediante ciclo binario ORC. Tesis de Maestría, Universidad Andina, Colombia, 2022.
[4] J. L. García Giraldo, “Potencial y desarrollo de sistemas geotérmicos estimulados (EGS) en Latinoamérica,” Revista Energía y Desarrollo, vol. 12, no. 2, pp. 45–58, 2020.
[5] I. Calvo Gallego, “Evaluación técnica del uso directo de la energía geotérmica en instalaciones de climatización,” Revista Tecnologías del Ambiente, vol. 9, no. 1, pp. 33–42, 2019.