La geotermia podría convertirse en una fuente de energía de teravatios con las densidades de potencia de los combustibles fósiles si se desarrolla la capacidad de perforar a 20 kilómetros y 500 grados centígrados.
Esto, según los expertos reunidos a finales de julio en la conferencia PIVOT2021 organizada por la Geothermal Entrepreneurship Organization (GEO) de la Universidad de Texas y que se centró en los retos y oportunidades de la energía geotérmica, y en particular de llegar a la roca supercaliente de las profundidades de nuestros pies.
Las plantas geotérmicas convencionales alcanzan temperaturas de unos 230 grados centígrados a través de agujeros de unos dos kilómetros de profundidad.
La roca supercaliente puede encontrarse cerca de la superficie en algunas zonas como Islandia y cerca de los volcanes, pero en la mayor parte del mundo se encuentra entre siete y 20 kilómetros bajo la superficie.
Según los ponentes de la conferencia, las cosas se ponen especialmente interesantes a partir de unos 374 grados centígrados, cuando el agua bombeada a la roca se vuelve supercrítica, en una fase similar al vapor. Esta agua supercrítica puede transportar entre 5 y 10 veces más energía que el agua caliente normal, lo que la convertiría en una fuente de energía extremadamente eficiente si se pudiera bombear por encima de la tierra hasta las turbinas que podrían convertirla en electricidad.
Pero las técnicas de perforación aún no están a punto.
En una sesión titulada «En busca del Santo Grial: Geotermia profunda y supercaliente», los ponentes dijeron que las brocas convencionales utilizadas en la industria del petróleo y el gas fallan bajo las temperaturas y presiones extremas que supone llegar a las fuentes geotérmicas.
Las perforadoras modernas también incluyen componentes electrónicos que no resisten las condiciones extremas, mientras que otros elementos, como los materiales de revestimiento y soporte de las perforaciones, también tienen que sobrevivir a ciclos térmicos repetidos o a grandes cambios de temperatura.
Sin embargo, se están dando pasos para solucionar estos problemas. Los expertos mencionaron el cemento autorregenerativo que recristaliza para fijar cualquier fractura y el uso de datos más precisos para caracterizar las condiciones de la roca del subsuelo y calibrar mejor los dispositivos que se adentran en sistemas muy profundos.
«El acceso abierto a los datos y modelos en los que se basan estos proyectos piloto es fundamental», dijo durante la sesión Mark Ireland, profesor de geociencia energética de la Universidad de Newcastle. «Así podremos abrir la tapa de la caja y explorar todos los diferentes parámetros que contiene, y comparar y contrastar cómo estamos caracterizando el recurso potencial. Cuanto más podamos compartir, mejor será nuestra toma de decisiones».
Con este fin, Ireland y otros participantes subrayaron la necesidad de colaboración entre los grupos de todo el mundo que exploran la geotermia supercaliente.
El futuro de la geotermia
Un ejemplo de este grupo es Quaise Energy, cuyos representantes presentaron su giroscopio en la sesión «El futuro de la perforación para la geotermia profunda» de la conferencia.
La máquina de Quaise funciona creando energía de ondas milimétricas, un primo de las microondas para cocinar, que se dirige a la roca profunda y caliente mediante guías de ondas. Un gas que acompaña a las ondas milimétricas devuelve la roca vaporizada a la superficie.
Según el director general de la empresa, Carlos Araque, las técnicas de perforación convencionales se utilizan en la roca menos profunda para la que fueron optimizadas y luego se cambian a la tecnología de ondas milimétricas para la roca más dura, caliente y profunda.
Por otro lado, Geothermal Anywhere Drilling utiliza plasma, un gas energizado, para romper la roca profunda y dura en trozos diminutos. Su tecnología está integrada en los sistemas de perforación convencionales y se está probando en una instalación de vanguardia cerca de Bratislava (Eslovaquia) que puede reproducir las altas presiones y temperaturas del subsuelo.
Otro método presentado fue el de HyperSciences, cuyos proyectiles hipersónicos disparados delante de una broca giratoria permiten perforar unas 10 veces más rápido en rocas duras, profundas y de alta temperatura. Esta tecnología -como las demás- se está probando en ensayos de campo, y también se está aplicando a la construcción de túneles, la minería y el sector aeroespacial.
Un último proyecto, titulado ORCHYD y apoyado por la Unión Europea, fue presentado por investigadores de ARMINES/ MINES-ParisTech en Francia. Su técnica, aún en desarrollo, consiste en combinar el chorro de agua a alta presión con la perforación por percusión.
«Veo que se avecinan varios métodos de perforación de gran potencial«, dijo en la conferencia Susan Petty, directora de tecnología de Cyrq Energy y presidenta y fundadora de AltaRock Energy.
Noticia tomada de: MINING / Traducción libre del inglés por World Energy Trade
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