La geotermia es el aprovechamiento de la energía termal natural del interior de la Tierra, el cual se lleva a cabo en zonas donde existen gradientes geotérmicos elevados que favorecen la generación de calor y el incremento de temperatura de los sistemas acuíferos.
Los sistemas geotérmicos se clasifican en forma general, dependiendo la temperatura del fluido:
Alta entalpía con temperaturas mayores a 200 ºC
Baja entalpía con temperaturas entre 100 y 200 ºC
Sin embargo, los sistemas geotérmicos pueden también ser clasificados por sistemas más complejos dependiendo de la fuente y tipo de transporte específicos de calor; por ejemplo, los más comunes son sistemas hidrotermales convectivos, los cuales presentan una fuente de calor magmática y fluidos de vapor-líquido de agua que constituyen el medio de transporte del calor. Los fluidos se alojan por tiempo indefinido en una roca permeable y son limitadas por otras rocas impermeables conocidas como “rocas sello”.
El vapor separado se conduce hacia turbinas de generación (vea la figura), mientras que el agua separada, dependiendo de su temperatura, puede ser reutilizada en diversas aplicaciones antes de regresarla al subsuelo para recargar el sistema y evitar problemas de contaminación del medio ambiente.
El proceso de aprovechamiento de la energía geotérmica ha sido considerada tradicionalmente como de bajo impacto ambiental o “energía limpia”, sobre todo comparado con otras formas de generación de energía eléctrica (ej. carboeléctrica). Sin embargo, como veremos adelante, en realidad existe un registro histórico en el mundo, que permite tipificar las diferentes causas y factores de impacto ambiental relacionados con la exploración y la actividad productiva de una planta geotérmica (Birkle y Merkel, 2000; Bayer et al., 2013; Bosnovic et al., 2019).
Por ejemplo, recientemente se ha aceptado que el registro de las emisiones de vapor hacia la atmósfera y en muchos casos las emisiones líquidas sobre las superficies de ríos y lagos, están relacionadas con el registro de pérdidas constantes y su sucesiva dispersión hacia el medio ambiente por escurrimiento, las cuales son parte de un proceso incompleto e imperfecto durante las actividades de una planta geotérmica (Figura 1). Dependiendo el volumen de las pérdidas, así como al escaso control de las mismas, pueden representar un alto potencial de impacto ambiental. Aceptar que pueda haber un cierto riesgo de emisiones de vapor y líquido con altas concentraciones de elementos potencialmente tóxicos (Cd, As, Pb, Hg) al medio ambiente, significa que cualquier propuesta de aprovechamiento geotérmico para que pueda ser realmente considerada de ambiente sostenible requiere un constante monitoreo y atención a las emisiones de vapor y agua, por medio de reportes públicos, en cuanto al medio ambiente se refiere al derecho biológico y social a un medio ambiente sano.
Variables de impacto ambiental en zonas geotérmicas. Proceso o ciclo geotérmico y sus posibles relaciones de impacto ambiental (Figura basada en Bayer et al., 2013; Bosnovic et al., 2019). Notar las relaciones complejas con el sistema geohidrológico, en particular con las posibles pérdidas (escurrimientos) y con la afectación de los manantiales y acuíferos someros.
Cualquier proceso de extracción de recursos implica transformar y trastocar inevitablemente el medio ambiente y alterar los procesos naturales que están ocurriendo. Por lo tanto, el impacto en la biósfera es evidente, así como los sistemas geohidrológicos y atmosféricos. De hecho, aunque generalmente se plantea que la extracción del volumen de fluidos es sucesivamente re-inyectada sin afectar el medio ambiente, la realidad es que ningún proceso termodinámico se cumple al 100%. En todo el mundo se reconoce que es difícil controlar los derrames de salmuera por goteo de las válvulas, presas de enfriamiento y controlar los diferentes procesos de evapotranspiración. Desafortunadamente, las pérdidas asociadas a las altas concentraciones de metales y gases tóxicos en las emisiones de los vapores y líquidos implican un proceso gradual de contaminación hacia la superficie de aguas de ríos, estanques, manantiales de sistemas de flujo local y últimamente se reconoce que la dispersión de vapores y líquidos puede llegar a infiltrarse y mezclarse con los niveles freáticos.
En la Tabla 1 se presenta una síntesis de los efectos de impacto ambiental asociados con una planta geotérmica (Después de Bayer et al., 2013; Bosnovic et al., 2019). De acuerdo a investigaciones recientes se indica que la actividad de un campo geotérmico puede generar impacto ambiental en:
Impacto en superficie: paisaje, flora y fauna
Efectos físicos: sismicidad (temblores) inducida, subsidencia (hundimientos), alteración (reducción) de manifestaciones termales naturales, causados por la modificación y extracción de grandes volúmenes de agua.
Efectos hidrológicos: alteración, perturbación y abatimiento de acuíferos (productivos y naturales) causando la afectación del nivel freático y dinámico por procesos de extracción y re- inyección de fluidos, así como de manera indirecta la alteración y desaparición de manifestaciones termales y manantiales someros y profundos.
Contaminación térmica (emisión de vapor y re inyección de fluidos) cambios atmosféricos y climatológicos.
Contaminación química por emisión de gases: Influencia en procesos meteorológicos locales y regionales relacionados por la emisión de gases en la atmósfera.
Contaminación química por emisión y pérdida de fluidos en el sistema de drenaje hidrológico. Contaminación de corrientes de agua superficiales (arroyos, ríos) por posibles derrames de fluidos con altas concentraciones de elementos potencialmente tóxicos.
Contaminación química por emisión y dispersión de elementos potencialmente tóxicos en suelos. Asociados con la dispersión atmosférica y superficial de elementos que se incorporan a los procesos pedogenéticos superficiales o profundos. Afectación de suelos en laderas y por dispersión de elementos contaminantes en zonas bajas de vocación agrícola.
Emisión radiactiva y de ruido. Durante la perforación, construcción y operación de la planta.