La geotermia es una fuente energética renovable, estable y sostenible. Su uso permite aprovechar el calor acumulado en el subsuelo para producir electricidad, calefacción y refrigeración con un impacto ambiental muy reducido. Cataluña dispone de recursos geotérmicos significativos y de un importante potencial de desarrollo en este sector.

El origen del calor de la Tierra

A finales del siglo XVII se concebía la Tierra como una masa fundida con una corteza sólida consecuencia de su enfriamiento. No fue hasta el siglo XIX que se elaboraron los primeros cálculos de la edad de la Tierra basados ​​en su evolución térmica, definiendo por primera vez el término geotermia como la disciplina científica que estudia el calor terrestre, el origen de ésta, la distribución y el aprovechamiento.

La Tierra es un cuerpo caliente inmerso en un espacio frío que pierde temperatura continuamente a un ritmo de 130 ºC por cada 1.000 millones de años. La temperatura aumenta desde unos 15 °C en la superficie hasta más de 5.000 °C en el núcleo interno.

Los volcanes y sistemas hidrotermales que dan lugar a surgencias de agua a temperaturas elevadas son las manifestaciones más evidentes del calor interior de la Tierra que podemos observar en la superficie.

Principales fuentes de calor interno

• Calor latente de cristalización: generada en el límite entre el núcleo externo líquido y el núcleo interno sólido.
• Compresión gravitatoria: la fuerza de la gravedad genera calentamiento interno.
• Calor residual: procedente de la formación original del planeta.
• Rozamiento interno: entre distintas capas terrestres afectadas por las fuerzas de marea.
• Reacciones físico-químicas: cambios de fase minerales a elevadas presiones y temperaturas.
• Desintegración radioactiva: de isótopos como el uranio, el torio y el potasio.

Distribución de temperaturas en el interior de la Tierra.

Gradiente geotérmico y flujo de calor

El gradiente geotérmico describe el incremento de temperatura con la profundidad y la distinta conductividad térmica de los materiales que atraviesa. De forma media, la temperatura aumenta aproximadamente 3 °C cada 100 metros.

Factores regionales

• Volcanismo activo.
• Adelgazamiento de la litosfera.
• Contexto tectónico regional.

Factores locales

• Conductividad térmica de las rocas.
• Circulación de agua subterránea.
• Presencia de fracturas y fallas.
• Zonas de recarga y descarga de acuíferos.

Flujo de calor: cantidad de calor que la Tierra transmite hacia la superficie por unidad de tiempo y superficie. Los valores continentales típicos son de unos 60 mW/m².

¿Qué es un yacimiento geotérmico?

Un yacimiento geotérmico es una zona del subsuelo donde el calor puede ser explotado técnica y económicamente.

Hay que considerar que para extraer el calor del subsuelo es necesaria la presencia de un fluido que lo transporte y que además es necesario perforar a suficiente profundidad para alcanzar las temperaturas óptimas para la explotación, lo que comporta unos costes y una dificultad técnica que también se incrementan con la profundidad.

Para clasificar los yacimientos se contempla tanto la temperatura del fluido como las posibles aplicaciones. Se definen cuatro grandes tipos de yacimientos geotérmicos:

Alta temperatura (>150 °C)

• Producción de electricidad.
• Zonas volcánicas o con gradientes elevados.
• Sistemas de roca seca caliente y estimulación de yacimientos geotérmicos.

Media temperatura (100-150 °C)

• Electricidad con rendimiento moderado.
• Redes urbanas de calefacción.
• Aplicaciones industriales.

Baja temperatura (30-100 °C)

• Calefacción urbana.
• Procesos industriales.
• Agua termal profunda.

Muy baja temperatura (<30 °C)

• Bombas de calor geotérmicas.
• Climatización de viviendas.
• Aplicación prácticamente universal.

Ejemplo de tipos de explotación de yacimientos geotérmicos:

1. De alta temperatura: en un basamento granítico muy profundo bajo una cobertera sedimentaria (relación de unidades con un contraste de conductividad térmica que favorece el gradiente geotérmico), se inyecta agua fría y se extrae muy caliente de forma que, en contacto con un segundo circuido en superficie, se genera vapor de agua para producir.
2. De media temperatura: de un acuífero profundo se extrae agua caliente para intercambiar calor con un sistema de calefacción de distrito urbano, y se reinyecta.
3. De baja temperatura: mediante un intercambiador de calor enterrado se explota la inercia térmica del terreno que proporciona una temperatura estable para climatizar una casa tanto en invierno como en verano.
4. También se representa una surgencia térmica natural originada por un proceso de circulación de agua: infiltración en una zona de recarga, transición lenta por un profundo acuífero y descarga rápida a través de una falla permeable.

Energia geotérmica

La energía geotérmica es la energía obtenida a partir del calor interno de la Tierra. Se considera una fuente renovable porque el planeta se enfría extremadamente lentamente.

Ventajas

• Bajas emisiones de CO₂.
• Producción continua 24/7.
• Recurso renovable.
• Mínimo impacto paisajístico.
• Gran eficiencia energética.

Aplicaciones principales

• Generación eléctrica.
• Calefacción urbana.
• Refrigeración y climatización de edificios.
• Invernaderos.
• Piscifactorías.
• Balnearios y aguas termales.
• Procesos industriales.

Geotermia en Cataluña

Cataluña dispone de una larga trayectoria de investigación geotérmica, especialmente desde los años setenta y ochenta. El estudio de la energía geotérmica en Cataluña y España fue objeto de un gran número de trabajos e inversiones durante los años ochenta, a raíz de la crisis del petróleo. El Instituto Geológico y Minero de España (IGME) elaboró ​​el Inventario Nacional de Manifestaciones Geotérmicas (1976), y en Cataluña se realizaron diferentes recopilaciones de los puntos termales.

El creciente interés por las áreas potencialmente geotérmicas de Cataluña hizo que el IGME iniciara estudios en la zona del Vallès (entre Sentmenat y Samalús), donde las surgencias termales brotaban a una temperatura entre 60 ºC (La Garriga) y 70 ºC (Caldes de Montbui). La estructura geológica del área del Vallès (falla occidental del Vallès y solape granítico prelitoral) favorecía a la región como posible zona de yacimiento geotérmico. El Vallès Occidental fue declarado Reserva Geotérmica, llevándose a cabo la perforación del primer pozo de prospección geotérmica en Samalús (1981).

Las depresiones de Olot y la Selva también se consideraron áreas de interés y, junto con el Empordà, se unificaron como la Reserva Geotérmica de Olot. El área de Sant Cugat fue objeto de interés y la empresa ENHER, conjuntamente con el IGME, realizó un estudio detallado de la anomalía geotérmica de Sant Cugat, donde se perforó un pozo de control piezométrico (1983) y un pozo de producción (1984).

A principios de los noventa y coincidiendo con el abaratamiento del precio del petróleo, se abandonaron los estudios sobre la energía geotérmica.

Actualmente, en Cataluña, la energía geotérmica todavía es bastante desconocida y poco considerada, aunque recientemente, con el auge de las energías renovables, vuelve a ser objeto de estudio y su aplicación en la climatización de edificaciones está en pleno auge. La Generalitat de Cataluña promueve su utilización en viviendas y equipamientos, algunos tan emblemáticos como el Hospital de Mollet, que utiliza bombas de calor geotérmica para la climatización.

A fecha de Febrero de 2024 se contabilizan 128 instalaciones geotérmicas promovidas por el sector público.
 

Zonas de interés geotérmico

• Caldes de Montbui.
• La Garriga.
• Samalús.
• Sant Cugat del Vallès.
• Olot.
• La Selva.
• Empordà.

Papel del ICGC

• Elaboración del Atlas Geotérmico de Cataluña.
• Recopilación de datos geotérmicos.
• Producción de cartografía geotemática.
• Soporte a la planificación energética.
• Promoción del conocimiento del recurso geotérmico.

Organismos y recursos

Organismos

ICAEN, Institut Català d'Energia
Energia, mines i seguretat industrial, Departament d'Empresa i Coneixement
IDAE, Instituto para la diversificación y ahorro de la energía
 

European Comission Energy: http://ec.europa.eu/energy/index_en.htm
Geothermal Energy Association (GEA): http://www.geo-energy.org/
Geothermal Education Office (GEO): http://geothermal.marin.org/
European Geothermal Energy Council (EGEC): https://www.egec.org/
International Geothermal Association: http://www.geothermal-energy.org/
 

Proyectos y divulgación

Clúster de l'Energia Eficient de Catalunya. Grup de Treball de Geotèrmia (GTG). Reunión de presentación del proyecteo. Sala de Actos, ICGC. 28 de septiembre de 2018

Exposición "Energia geotèrmica: Una aposta de futur sostenible". 17a edición de la Semana de la Ciencia, 2012. CST Pirineus, Tremp (incluye tríptico y pósters de la exposición)

Fundación de la Energía de la Comunidad de Madrid (FENERCOM): https://www.fenercom.com
European Geothermal Energy Council (EGEC): https://www.egec.org/
Plataforma tecnològica espanyola de geotèrmia (GEOPLAT): http://www.geoplat.org
 

GeoVic - Explore Victoria online: http://earthresources.vic.gov.au/earth-resources/maps-reports-and-data/geovic 
Island Dam and Geothermal Impact Map: http://mappery.com/map-of/Iceland-Dam-and-Geothermal-Impact-Map
ThermoGIS: https://www.thermogis.nl