El volcán de La Palma nos recordó la energía tan inmensa que se esconde en el interior de nuestro planeta, y la guerra de Ucrania pone en evidencia la necesidad de encontrar energías alternativas. Nuestro mundo desarrollado lleva décadas buscando energías limpias y también energía abundante porque necesita mucha.
Somos una sociedad de alto consumo que además es consciente de que la búsqueda de fuentes de energía es urgente.
El uso del petróleo ya era un problema, no únicamente por su posible agotamiento, sino también por lo incierto de su suministro, con pozos en países con los que no siempre nos llevamos bien. La energía nuclear, que podría ser una solución, ha sido abandonada por el miedo que nos produce cada uno de los accidentes que han sucedido desde Chernobyl hasta Fukushima. Solo Francia ha seguido desarrollando la tecnología de centrales nucleares que ahora son la fuente principal de energía de nuestros vecinos.
En Europa muchos países abandonaron el carbón por ser muy contaminante y, como mal menor, fuimos hacia el gas construyendo sistemas de conducción y distribución aún ahora en proceso de actualización y desarrollo. Sin embargo, el gas tiene un problema similar al petróleo; con los países proveedores tenemos relaciones inciertas y además entre ellos está Rusia, un proveedor prominente. Es obvio que hay que esforzarse aún más por buscar otras opciones.
De nuevo tenemos que «hacer de la necesidad virtud» y aprovechar la crisis para empujar a nuestra sociedad y, por eso vuelvo a la energía del interior de la Tierra. Los volcanes son impresionantes y pueden ser demoledores y nos desvelan las temperaturas tan elevadas cercanas a la superficie. En algunos lugares como la isla de Islandia ya se usa una fuente de energía inagotable, la energía geotérmica, que toma de la tierra el calor para producir energía. En el caso de Islandia casi en la superficie hay focos de calor de cientos de grados centígrados. Con esa temperatura se ha podido calentar agua y resolver el problema de la calefacción en un país que puede ser muy frío en invierno. La energía geotérmica ya es usada para mejorar la climatización de edificios, aprovechando la geotermia somera (hasta 160 metros de profundidad) mediante bombas de calor para calentar, enfriar y disponer de agua caliente sanitaria.
Sin embargo, el uso de la energía geotérmica para producir electricidad es bastante más complicado. Se trata de buscar focos mucho más calientes que puedan llevar el agua a punto de vapor con suficiente energía para mover turbinas y producir electricidad. Es lo que hacemos en los saltos de agua de los pantanos, o en las centrales térmicas en las que se quema combustible fósil para producir calor -vapor de agua y mover turbinas; el movimiento de las turbinas se traduce en electricidad.
Producir electricidad con energía geotérmica requiere taladrar la tierra hasta grandes profundidades, y eso es muy complicado.
Recientemente nos han hablado de una nueva patente que a mí personalmente me tiene fascinada. Se trata del girotrón, un ‘artilugio’ capaz de hacer un pozo de mucha profundidad.
La roca madre de la energía geotérmica está entre 3 y 20 kilómetros de profundidad, donde se alcanzan temperaturas de más de 300º C que si se pudieran bombear con agua, la volvería ‘supercrítica2’, un estado similar al del vapor pero con mas energía.
El agua se convierte en ‘supercrítica’ cuando se comprime a una presión de 217 atmósferas y se calienta a más de 373° C; puede transportar entre 5 y 10 veces más energía que el agua caliente normal, lo que la convierte en una fuente de energía extremadamente eficiente para mover turbinas.
Para llegar a extraer mucho calor de la tierra hay que profundizar mucho, y eso es difícil. Las capas que hay que atravesar para profundizar 20 km tienen distinta densidad, distinta composición química y los experimentos que se han hecho han fracasado, y por eso estoy entusiasmada con el girotrón. Se trata de, digamos en modo coloquial, un taladro que usa la energía de un láser de microondas (un máser); puede generar grandes cantidades de energía (megavatios) en la zona del espectro de las frecuencias de radio en un proceso que genera una enorme cantidad de calor y que ya se usa para sintetizar cerámica o calentar un plasma en reactores de investigación de fusión. Los girotrones también se emplean en la resonancia magnética nuclear (RMN) o en la microscopía de resonancia magnética (RM) para diagnósticos médicos. La física detrás de su concepto empieza alrededor de 1950 y esta relacionada con efectos relativistas asociados a la energía de los electrones; se pudieron medir por primera vez en un ciclotrón, y de ahí el nombre del invento.
Resumiendo mucho, en estos laboratorios se lleva la materia a condiciones extremas. En concreto, al inyectar corrientes de electrones en el intenso campo electromagnético de un ciclotrón, se observó un efecto conocido como inestabilidad de masa negativa. La corriente de electrones tiende agruparse a partir de un radio (radio Larmor,) donde los electrones se desaceleran y liberan energía como radiación de longitud de onda milimétrica.
Detrás del desarrollo del girotrón para la energía geotérmica está el MIT (Matsachusses Institute of Technology), con una patente de la empresa Quaise (una startup del MIT). Quaise tiene el objetivo de perforar hasta 20.000 metros la roca de la corteza de la tierra para llegar a las altas temperaturas. Si lo consiguen habremos dado un paso de gigante hacia la explotación de la energía geotérmica.
Imagínense, habríamos conseguido llegar a puntos calientes en cualquier sitio de la tierra y bombear agua a través de ese agujero para llevarla a su fase «supercrítica».
Este vapor, con mucha energía, podría ser el combustible de cualquiera de las centrales térmicas que existen en nuestro planeta. La idea es brillante porque, de funcionar, muchas de la infraestructuras que ya existen en la superficie se podrían utilizar.
Estemos atentos. De momento y con las inversiones recaudadas Quaise se ha planteado una prueba piloto en 2023 con expertos en Boston, Houston, US National Labs y Cambridge en el Reino Unido. La nueva campaña de pruebas en el ORNL (Oak Ridge National Laboratory) usará un girotrón 10 veces más poderoso que el que ya ha probado en el MIT. El objetivo de esta nueva fase es perforar un agujero con una relación de 10: 1 (la profundidad es diez veces el diámetro). Con este girotrón más potente van a simular el proceso de perforación completo y vaporizar la roca . Ya han sido capaces de derretir el basalto. Excitante, ¿verdad? Ojalá funcione, y funcione pronto. Ya les iré contando las novedades.
