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Geotermia - Gradiente y flujo de calor

El gradiente geotérmico

La temperatura, que podemos medir en los primeros kilómetros de la corteza, aumenta con la profundidad siguiendo una progresión media de 3 ºC cada 100 metros de profundidad. La relación entre la variación de temperatura y la profundidad recibe el nombre de gradiente geotérmico

Además del calor natural de fondo debido a los distintos procesos físicos y químicos que se dan en el interior del planeta, existen otros factores que intervienen en la ecuación térmica.

Factores regionales: el contexto geológico y estructural a escala regional condiciona la distribución de las temperaturas; así pues, en zonas con vulcanismo activo o en áreas de reducción de la litosfera, el gradiente geotérmico será más elevado que en otras zonas sin actividad volcánica o con un grosor litosférico superior a la media.

Factores locales: las diferencias entre les propiedades térmicas de las rocas, como la conductividad térmica, producen sensibles variaciones laterales y verticales del gradiente geotérmico. El factor que más condiciona el valor del gradiente geotérmico es la circulación subterránea de agua, ya que ésta tiene la capacidad de redistribuir el calor. Así, en zonas de recarga de acuíferos el gradiente geotérmico disminuye debido a la circulación descendiente del agua más fría, mientras que en las zonas de descarga sucede lo contrario (ascenso de agua profunda más caliente). Las estructuras geológicas también pueden condicionar el gradiente geotérmico en áreas muy reducidas, ya que localmente el agua subterránea puede ascender desde zonas profundas a través de planos de fractura, produciendo así anomalías térmicas muy intensas.

Por consiguiente, el valor del gradiente geotérmico, además de depender de la profundidad también varía en función del contexto geológico y estructural, las diferencias de propiedades térmicas de les rocas y la circulación de les aguas subterráneas.

Flujo y propagación del calor terrestre

El calor que emite la Tierra se cuantifica mediante el flujo de calor superficial, que es la cantidad de calor que pierde el planeta por unidad de superficie y tiempo. El flujo de calor superficial se calcula como el producto del gradiente geotérmico y la conductividad térmica del medio.

El gradiente geotérmico es la variación de la temperatura con la profundidad; y la conductividad térmica es la facilidad de un material para transmitir el calor. Un valor típico de flujo de calor en continente es 60 mW/m2, que puede descender hasta valores de 30 mW/m2 en zonas continentales antiguas -donde la litosfera tiene mayor grosor-, y superar valores de 120 mW/m2 en zonas más jóvenes, donde la litosfera tiene menor grosor.