¿Qué son los pozos geotérmicos y cómo funcionan?
El interior de la Tierra contiene materiales a altas temperaturas que generan un calor ilimitado. ¿Y sabías que puede aprovecharse para producir energía verde y sostenible? El modo de obtenerla es excavando pozos geotérmicos, cuya profundidad determina el uso que se le podrá dar a este recurso. Sus aplicaciones van desde la industria hasta la climatización de entornos urbanos e incluso la producción de agua caliente en una casa. ¡Descúbrelo todo sobre estos túneles al subsuelo!
¿Qué es un pozo geotérmico?
Como ya hemos adelantado, un pozo geotérmico es una perforación que se realiza en la tierra para acceder al calor almacenado bajo la superficie, ya sea en forma de acuíferos o en zonas de roca seca a alta temperatura. En función de las características geológicas del lugar, se excavan pozos a una profundidad que puede superar los 6.000 metros y se obtiene ese poder calorífico de tres formas:
- Extrayendo el agua o el vapor directamente del acuífero a altas temperaturas.
- Inyectando agua en áreas rocosas para que se caliente y se pueda “recoger” el material caloportador al traerlo de nuevo a la superficie.
- Aprovechando el calor del subsuelo para calentar un fluido que recorre las “tuberías”.
En este sentido, podemos distinguir varias clases de pozos geotérmicos:
- Pozos de producción: permiten extraer vapor o agua caliente del subsuelo.
- Pozos de inyección: utilizados para reintroducir el agua extraída cuando se explota un acuífero. De este modo, se crea un circuito en el que la “bolsa” subterránea se vacía y se llena periódicamente para producir agua caliente de manera constante.
Tipos de sistemas geotérmicos: verticales, horizontales y de agua subterránea
La instalación de pozos geotérmicos exige una formación especializada en energías renovables y eficiencia energética. Sobre todo, porque su infraestructura debe adaptarse al objetivo que se pretenda alcanzar (calefacción, producción de electricidad, etc.).
Existen tres tipos principales de sistemas geotérmicos, cada uno con sus ventajas y limitaciones:
| Característica | Sistema vertical | Sistema horizontal | Agua subterránea |
|---|---|---|---|
| ¿Qué es? | Perforaciones verticales para explotar el calor de los materiales geológicos | Perforaciones horizontales para aprovechar el calor seco de las zonas rocosas | Pozos geotérmicos verticales para extraer el agua caliente de los acuíferos |
| Tipo de circuito | Cerrado, con tuberías por las que circula agua que se calienta con el calor del subsuelo | Abierto, con un pozo de producción (que lleva el agua caliente hacia una bomba de calor) y un pozo de inyección (que reinyecta el agua en el acuífero) | |
| Profundidad | Entre los 10 y los 100 metros | A 1 o 2 metros bajo tierra | De 4 a 50 metros para sistemas de baja entalpía (calefacción/refrigeración) y hasta los 6.000 para sistemas de alta entalpía (producción de electricidad) |
| ¿Cuándo se usa? | Cuando no hay acuíferos y el espacio disponible es limitado | Cuando no hay acuíferos, pero sí amplias extensiones de terreno | Cuando existen acuíferos subterráneos con un buen caudal |
¿Cómo se perfora un pozo geotérmico?
La tecnología de los pozos geotérmicos es compleja y requiere conocimientos especializados. No solo por el cuidado diseño que deben tener para resistir las altas temperaturas, sino porque este cambia según el tipo de sistema del que estemos hablando.
En los sistemas de agua subterránea, por ejemplo, se perfora en rotación utilizando un fluido que puede ser lodo o aire comprimido. Tanto el pozo de extracción como el de inyección se colocan a poca distancia en la superficie, pero, bajo tierra, se alejan lo suficiente como para que el agua fría inyectada no llegue a alcanzar el acuífero y bajar su temperatura.
En el caso de los sistemas horizontales, ya no se realizan perforaciones como tal, sino zanjas que tienen entre 30 y 120 metros de longitud. Una vez excavadas, se inserta un circuito cerrado de tuberías que se calentará con el calor del suelo.
Antes de la instalación, hay que realizar distintos estudios para conocer el potencial y las características del yacimiento
Eso sí, si en algo coincide la instalación de cualquier pozo geotérmico es en los estudios previos que hay que realizar. Además de las autorizaciones administrativas y los informes ambientales, hay que analizar las características de la zona para determinar aspectos como los materiales geológicos, la salinidad del agua, el tamaño del yacimiento y su temperatura, lo que muchas veces implica sondeos geotérmicos exploratorios.
Profundidad, materiales y características técnicas
La forma y materiales de un pozo geotérmico debe adaptarse a las características del yacimiento en cuestión. Por ejemplo, si el agua tiene una alta salinidad, se necesitarán ciclos binarios para evitar que el fluido caloportador pase directamente por la turbina.
Es importante que esas turbinas sean resistentes, ya que el vapor suele ser corrosivo y puede provocar daños en el sistema. También hay que adaptar los materiales de las bombas de impulsión, las válvulas, los separadores e intercambiadores. En general, se suelen usar:
- Aceros fuertes como el inoxidable o el acero al carbono para los tubos de revestimiento.
- Acero aleado o revestimientos internos cerámicos o epóxicos para los tubos de producción.
- Cementos de clase G o H API para la cimentación de las paredes.
Alta entalpía o baja entalpía, esa es la cuestión
Los pozos geotérmicos pueden instalarse a profundidades muy variadas. En función de si son de alta entalpía (mucha profundidad y calor) o de baja entalpía (poca profundidad y menor calor), necesitaremos una infraestructura determinada y obtendremos una energía geotérmica con aprovechamientos diferentes:
| Tipo de yacimiento | Profundidad | Temperatura | Uso |
|---|---|---|---|
| Muy baja entalpía | 4 m – 50 m | 10 °C – 25 °C | Calefacción y climatización |
| Baja entalpía | 1.000 m – 1.5000 m | 40 °C – 100 °C | |
| Temperatura media | Hasta más de 6.000 m | 100 °C – 150 °C | Calefacción y refrigeración en sistemas urbanos |
| Alta entalpía | > 150 ºC | Producción de electricidad | |
| Sistemas Geotérmicos Estimulados (EGS) o Roca Caliente Seca (HDR) |
Ventajas de los pozos geotérmicos frente a otros sistemas
La principal ventaja de los pozos geotérmicos es que permiten reducir el consumo de energía y proporcionan un recurso más constante y predecible que otros, como la energía eólica, que es más inestable. Además:
- Es un recurso ilimitado.
- No genera contaminantes atmosféricos y, en los circuitos cerrados, no produce ningún tipo de emisión al medioambiente.
- Al estar en el subsuelo, tienen un impacto visual muy bajo.
- Posee una gran cantidad de usos.
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Bibliografía
- IDAE. (2008). Manual de energía geotérmica de baja temperatura. Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE). https://www.idae.es/sites/default/files/documentos/publicaciones_idae/documentos_10952_manual_geotermia_a2008_e3bf1e59.pdf (Accedido el 15 de mayo de 2025).
- Instituto Geológico y Minero de España (IGME). (s. f.). Análisis del impacto térmico generado por los pozos de climatización en las aguas subterráneas de la ciudad de Zaragoza. https://info.igme.es/SidPDF/167000/133/167133_0000001.pdf (Accedido el 15 de mayo de 2025).
- Iberdrola. (s. f.). Energía geotérmica: qué es, tipos, ventajas y desventajas. https://www.iberdrola.com/conocenos/nuestra-empresa/energias-renovables/energia-geotermica (Accedido el 15 de mayo de 2025).
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