Las centrales geotérmicas generan electricidad a partir de la explotación de yacimientos geoterma-les que existen en algunos lugares del planeta. El recurso primario puede consistir en vapor, mezcla agua-vapor o agua a alta temperatura, acumulados en formaciones geoló-gicas subterráneas a las que se accede mediante pozos perforados en la corteza terrestre con técnicas similares a las utilizadas en los procesos de extracción del petróleo.

Para que exista un yacimiento geotérmico, se necesitan varios parámetros: una capa compuesta de una cobertura de rocas impermeables; un depósito, o acuífero, de permeabilidad elevada, entre 300 y 2000m de profundidad; una falla, es decir, rocas fracturadas que permitan una circulación de fluidos mediante convección; y una fuente de calor magmática (a profundidades entre 3 y 10 km con temperaturas que oscilan entre 500 a 600ºC), necesaria para la transferencia de calor desde la fuente a la superficie (ver figura 1).

Los yacimientos geotérmicos pueden clasificarse en tres categorías: yacimientos de alta temperatura, con un flujo de calor a temperaturas de entre 150 y 350°C, comúnmente acompañados de manifestaciones como vertientes termales, suelo de vapor, fuma-rolas; yacimientos de baja temperatura, con un flujo de calor de hasta 150°C; y yacimientos de roca caliente (HDR), sin fluido térmico.

Para producir energía eléctrica desde recursos geotérmicos, ya sea se trate de depósitos subterráneos de vapor o de agua caliente, éstos son explotados de tal forma que, al salir a la superficie, el vapor hace girar las turbinas y se genera la electricidad. Típicamente, el agua se devuelve al terreno para recargar el depósito y completar el ciclo renovable de la energía.

Tipos de centrales geotérmicas

Se pueden distinguir tres tipos básicos de centrales geotérmicas. El tipo que se construya depende de las temperaturas y de las presiones del vapor del yacimiento geotérmico, lo que determinará un tratamiento diferente antes de ser introducido en la turbina que acciona al generador (ver figura 2).

Figura 2: Esquema típico de central geotérmica.

• Centrales de vapor seco: Utilizan el vapor con muy poca agua que viene directo de los pozos en el terreno, y lo dirigen directamente a la turbina para producir electricidad. En la figura 3, se muestra un pozo productor de vapor ubicado en el Centro geotérmico Los Azufres, Michoacán México.

Figura 3: Pozo productor de vapor en Centro Geotérmico Los Azufres, Michoacán México.

• Centrales flash steam: Usan un depósito geotérmico constituido de agua a temperaturas que oscilan entre 150 y 380°C. En este tipo de sistema, el fluido se rocía en un estanque a presión baja, ocasionando que se evapore rápidamente, vapor que se usa para mover la turbina del generador. El tamaño de la central varía desde 5 hasta más de 100 MW.

• Centrales de ciclo binario: Utilizan un depósito de agua con temperaturas entre 120 y 180°C. En este tipo de sistema, el agua geotérmica se pasa mediante un intercambiador de calor, donde su calor se transfiere a un segundo líquido que tiene un punto de ebullición inferior al del agua (isobutano o pentano). Cuando el líquido binario se calienta, destalla vapor que hace mover la turbina. El vapor es entonces condensado a líquido y se reutiliza repetidamente. En este tipo de sistemas no hay emisiones al aire. El tamaño de la central varía en tamaño desde 0,5 hasta 10 MW (ver figura 4).

El tamaño de la central geotérmica depende de las características del yacimiento geotérmico y de la cantidad de vapor que se pueda extraer de él, es decir, depende también del número de pozos productores que puedan aportar vapor a la turbina del generador.

Figura 4: Central de Ciclo Binario 5 MW, Centro Geotérmico   Los
Azufres, Michoacán México.

Contaminación ambiental

Las centrales geotérmicas producen muy poca contaminación ambiental. Las emisiones de CO2 de una central geotérmica son aproximadamente 1/6 de las emisiones de una central térmica a gas por Kwh producido. El vapor usado por las centrales geotér-micas incluye gases incondensables tales como CO2, H2S, NH3, CH4, N2 y H2 en valores entre 2,5 y 47 gramos de contaminante por kg de vapor. El ácido sulfídrico H2S es el contaminante de mayor preocupación en las centrales geotérmicas, ya que afecta corrosivamente a los equipos eléctricos. Esto, se soluciona haciendo uso de sistemas de extracción de gases, además de considerar grados de protección adecuados para las celdas, estañado en los conec-tores, uso de conductores de aluminio en lugar de cobre, lavado periódico de los aisladores o, en su defecto, pintado de éstos con una pintura del tipo polimérica.