La búsqueda de energía limpia infinita se extiende a dos millas bajo tierra

Un equipo taladró una fuente de dos millas en la roca caliente sin causar grandes terremotos, una buena señal para aprovechar el calor de la Tierra como fuente de energía.

Hay tesoros enterrados en las profundidades de las colinas verdosas de los Apeninos toscanos, donde las poderosas granjas de metal de la plataforma de perforación Venelle-2 marcan su ubicación con una X en el mapa. Este pozo geotérmico alcanza casi dos millas debajo de la superficie hasta una región donde las temperaturas y presiones son tan altas que la roca comienza a doblarse. Aquí, las condiciones son propicias para los fluidos geotérmicos supercríticos, agua rica en minerales, que tienen características tanto de líquido como de gas. No es exactamente oro, pero si Venelle-2 pudiera pasar a un depósito de fluido supercrítico y usarlo para hacer girar una turbina hacia la superficie, sería una de las formas más densas de energía renovable del mundo.

Pero llegar allí no es tan fácil. El aburrimiento en las profundidades del suelo corre el riesgo de provocar un terremoto si un gran trozo de piedra se sale de su lugar. Este riesgo se amplificó en el pozo Venelle-2, que tenía como objetivo romper el horizonte K, un límite poco entendido entre la roca dura cerca de la superficie y la roca más flexible debajo. Lo que sucedería cuando la broca perforara esta capa en los fluidos supercríticos de abajo era una incógnita.

Y por ahora, el misterio permanece. La perforación en Venelle-2 se detuvo solo en el horizonte K, cuando las temperaturas en la base del pozo abrumaron al equipo. Los sensores en la parte inferior de las temperaturas bien indicadas excedieron los 1,000 grados Fahrenheit y las presiones 300 veces más altas que en la superficie. Sin embargo, Venelle-2 es la perforación más genial jamás creada y ha demostrado que es posible perforar en el extremo extremo de las condiciones supercríticas. Y esta semana, un artículo publicado en el Journal of Geophysical Research mostró que se puede hacer sin producir ninguna actividad sísmica importante.

Los autores dicen que esperan que su estudio disipe los temores de que todos los pozos geotérmicos causen terremotos. Después de todo, el público generalmente escucha acerca de los pozos geotérmicos solo cuando algo sale mal. Pero Venelle-2 muestra que “hay muchos casos positivos de pozos perforados con fines geotérmicos”, dice Riccardo Minetto, investigador de la Universidad de Ginebra y coautor del estudio.

La fuente Venelle-2 es uno de los muchos pozos que perforan el paisaje del campo geotérmico Larderello-Travale en el centro de Italia, el mismo lugar donde el calor de la Tierra se utilizó por primera vez para generar electricidad. El primer experimento en 1904 produjo solo energía suficiente para cinco bombillas, pero hoy Larderello-Travale produce alrededor del diez por ciento de la electricidad geotérmica del mundo. En 2015, un consorcio de empresas energéticas e institutos de investigación europeos lanzó el proyecto Descramble para ver si se podía extraer más energía del campo geotérmico. El plan era ingresar a depósitos de fluidos supercríticos muy por debajo de la superficie. Si se pudieran extraer fluidos energéticamente densos de un pozo, sería otro estreno histórico para Larderello-Travale.

El equipo de Descramble no fue el primero en buscar fluidos supercríticos. Los experimentos en los EE. UU., Japón, Italia y México han llevado a condiciones que podrían producir fluidos supercríticos, que requieren temperaturas superiores a 700 grados Fahrenheit y presiones 220 veces más altas que en la superficie. Pero solo un proyecto encontró fluidos supercríticos. En 2017, investigadores del Proyecto de Perforación Profunda de Islandia, liderado por el gobierno islandés y un consorcio de compañías energéticas nacionales, informaron haber alcanzado fluidos supercríticos a 3 millas por debajo de la superficie. Tres años después, todavía están trabajando para generar energía útil a partir del pozo.

El equipo de Descramble comenzó a perforar Venelle-2 justo cuando el Proyecto de Perforación Profunda de Islandia descubrió fluidos supercríticos. Utilizaron tecnología de perforación reforzada para penetrar regiones mucho más calientes que cualquier otro pozo geotérmico. Pero después de seis meses de perforación, se vieron obligados a detenerse a solo unos cientos de metros de su objetivo. Las temperaturas en el fondo del pozo eran casi 200 grados más cálidas que las encontradas en el pozo islandés; demasiado caliente para continuar con seguridad.

Durante el proceso de perforación, un equipo independiente de geocientíficos europeos monitoreó una red de sismómetros ultrasónicos colocados alrededor del campo geotérmico Larderello-Travale. El equipo registró cierta actividad sísmica, pero a niveles normales para la región. Sin embargo, Minetto advierte contra la generalización. Los pozos geotérmicos supercríticos son una tecnología emergente y dicen que los intentos futuros de perforar fluidos supercríticos “podrían inducir eventos sísmicos más grandes”.

Aunque Minetto reconoció que ningún terremoto estuvo relacionado con la perforación de fluidos supercríticos, los pozos geotérmicos han causado grandes terremotos en el pasado. El año pasado, Corea del Sur experimentó el segundo terremoto más grande de la historia y rastreó su origen en un pozo geotérmico experimental. Unos años antes, un terremoto que sacudió Basilea, Suiza, también estuvo vinculado a un pozo geotérmico. Algunos expertos acusan a estos eventos sísmicos de perforación defectuosa, lo que aumenta la eficiencia, pero también tiene un riesgo mucho mayor de terremoto. En cuanto a si la perforación de fluidos supercríticos tiene un riesgo mayor de terremoto que la perforación de pozos geotérmicos convencionales, Minetto dice que “todavía hay demasiadas incógnitas sobre los fluidos supercríticos para dar una respuesta adecuada”.

Incluso sin un mayor riesgo de terremotos, los pozos geotérmicos supercríticos tienen otras desventajas. Los depósitos de fluidos supercríticos parecen ser algo escasos, lo que limita su utilidad en la transición del mundo a la energía geotérmica. Y los propios fluidos causan estragos en los pozos, destruyendo sus revestimientos y tapones de hormigón. “Los fluidos son muy corrosivos y disuelven muchas de las rocas con las que tienes que lidiar”, dice Susan Petty, presidenta de Hot Rock Energy Organisation Research y cofundadora de la empresa geotérmica Alta Rock Energy. “Es algo aterrador”.

En cambio, Petty aboga por la construcción de los llamados “sistemas geotérmicos mejorados” que no dependen de los depósitos de fluidos geotérmicos existentes. Estos tipos de pozos perforan profundamente la roca seca y caliente e inyectan agua desde la superficie. El agua se calienta a temperaturas casi supercríticas y se bombea a la superficie para hacer girar los generadores de turbina. Es una técnica tomada de la industria del petróleo y el gas que promete liberar la energía geotérmica de su dependencia de los tanques de agua caliente natural. Si perfora lo suficientemente profundo, los sistemas geotérmicos mejorados se pueden usar en casi cualquier lugar.

Los desafíos de encontrar y llegar a bolsas profundas de agua caliente y vapor han limitado la adopción de la electricidad geotérmica en todo el mundo. Pero si la energía geotérmica no se limitara a los lugares seleccionados por la naturaleza, Petty calcula que podría proporcionar una fuente inagotable de electricidad permanente y libre de carbono para la gran mayoría del mundo.

Pero, al igual que los pozos supercríticos, los sistemas geotérmicos mejorados se han visto afectados por desafíos técnicos y temores de terremotos masivos. Tanto el terremoto de Basilea como el de Corea involucraron pozos geotérmicos mejorados. Si se trata de un riesgo inherente a la tecnología o de la elección del lugar de perforación es una cuestión abierta. Sin embargo, el concepto geotérmico mejorado tardó en ponerse de moda. En los EE. UU., Empresas como Alta Rock Energy han tenido dificultades para atraer fondos para sus proyectos intensivos en capital, que reciben una fracción de los subsidios federales asignados a la energía eólica y solar. Como una nueva tecnología no tiene una experiencia significativa, los sistemas geotérmicos mejorados también presentan un riesgo mucho mayor para los inversores.

“La geotermia está sufriendo un problema de marketing”, dice Jeffrey Bielicki, líder del Laboratorio de Investigación de Sostenibilidad Energética de la Universidad Estatal de Ohio. “Aunque tiene muchas características beneficiosas, cuando la gente dice ‘energía renovable’ generalmente se refiere a la energía eólica y solar”.

A principios de este mes, el Departamento de Energía de EE. UU. Anunció $ 25 millones (£ 19,2 millones) en fondos de investigación que se implementarán en Forge, su sitio de pruebas geotérmicas. Es un comienzo, pero los sistemas de energía geotérmica aún tienen un largo camino por recorrer antes de llegar a una red eléctrica cercana a usted.

Esta historia se publicó originalmente en DyN Noticias US

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