Cuarenta años dedicados a la energía geotérmica

El profesor Roland N. Horne emigró de Nueva Zelandia a California en 1976, justo en la década en que Estados Unidos tuvo aquella gran explosión de interés en las energías renovables. Mientras estudiaba en aquella nación de Oceanía, Roland primero había deseado ser ingeniero hidroeléctrico: “En ese entonces, el sueño de todo el mundo era construir una gran presa hidroeléctrica”, confiesa, pero la geotermia relució de pronto como un área más nueva y lustrosa, con mucho más por descubrir. “Por la diferencia en la geología, la geotermia me ofrecía una gama de lugares muy interesante para buscar colaboraciones académicas, nada aburridos como aquellos de donde se extrae petróleo, como desiertos o a la mitad del océano. Para los ingenieros geotérmicos hay mucho más juego porque las centrales casi siempre están en las montañas, en Hawaii, Japón o Nueva Zelandia; era simplemente más atractivo”.

El joven académico se dio cuenta muy pronto de que, para su ramo, el mejor lugar era la Universidad de Stanford, en California, donde se encuentran los géiseres, la reserva más grande de energía geotérmica natural del mundo. “Cuando llegué había una gran demanda de profesionales que tuvieran alguna experiencia en ese tema, y yo venía de Nueva Zelandia, que, junto con Italia y México, tenía gran fama de ser una nación experta en ese particular ramo de la ingeniería”.

Todo era muy incipiente: hablamos de una época en que la geotermia era apenas una pequeña subdivisión de la ingeniería petrolera, pues aún no adquiría tanta importancia en términos económicos. Para Horne era una gran oportunidad: iba a vivir el viraje de interés de Estados Unidos hacia las energías limpias y desde su lugar como académico estaría justo en el ojo del huracán. “Hubo gran entusiasmo en los 70 y 80, aunque luego estuvo completamente moribundo por una década, por el problema técnico que ocurrió con los géiseres (y el interés se vino abajo”. Los géiseres—que hoy proveen cerca del 80% de toda la energía geotérmica en Estados Unidos— generaban entonces cerca de 200 mil megawatts, pero en los 90 colapsaron las plantas y eso tuvo grandes consecuencias, no sólo para el estado de California, sino para toda la industria).

Pero el mal para unos es la ventaja de otros y fue en esta época cuando tocó el turno a científicos como Horne de buscar fuentes alternativas. En realidad, los géiseres habían sido metas fáciles, pues son relativamente sencillos de explotar por su ubicación en la superficie. Horne y sus alumnos tenían que poner más interés en la búsqueda y conocimiento profundo de otros sistemas que luego se llamaron EGS (enhanced geothermal systems o sistemas geotérmicos mejorados), fuentes de agua caliente que existen debajo de la tierra, pero de difícil acceso: “Son esos para los que se necesita hacer fractura hidráulica del terreno (mejor conocida como fracking). Ese es el foco de la investigación en las universidades en este momento, no sólo en Standford donde yo me encuentro, sino en varios laboratorios gubernamentales”.

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Proyecto de EGS en Oregón. Uso del fracking para llegar a fuentes de energía geotérmica. / Cortesía Alta Rock

Sobre el punto del fracking y su fama como agente contaminador de los suelos, el profesor Horne señala se trata de un método limpio y relativamente seguro para estimular la permeabilidad de los terrenos y obtener energía limpia. “La gente tiene miedo de que este método contamine el agua, pero se han registrado muy pocos casos en que esto ocurre y no ha sido debido al fracking per se, sino a derrames accidentales que ocurren en cualquier operación. La mayor parte de esa fama es sólo desinformación. La gente cree que la contaminación ocurre de forma rutinaria, pero hay, literalmente, cientos de miles de operaciones de fracking en Estados Unidos cada año en donde no hay ninguna contaminación”.

Para Horne, quien dedica todos sus días desde hace cuarenta años al estudio de la energía geotérmica, “la ventaja comparada con otros recursos renovables es que provee un flujo continuo: no para de generar por las noches, como la solar, o cuando no hay viento, como la eólica”, dice. En términos de la huella de carbono de cada sistema de energía, la eólica es la más limpia, seguida por la geotérmica, mientras que la solar no produce ninguna emisión de carbón durante la operación, pero sí durante su manufactura.

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Una transición difícil

Para que los gobiernos hayan aceptado intentarlo con la energía geotérmica, debieron modificarse muchas cosas, principalmente la aceptación del consumidor a pagar un poco más por su energía eléctrica. Horne comenta que una de las cuestiones más interesantes del proceso fue ver las estrategias de convencimiento: “En Palo Alto, California, la electricidad es provista por el Estado. En los 90, cuando el cambio climático se convirtió en un tema relevante, se desarrolló un programa para que los habitantes de la urbe tuvieran dos opciones: seguir empleando la electricidad de siempre o recibir un servicio 100% renovable, por el que tendrían, obviamente, que pagar más (cerca de un 10%)”. El experto continúa: “Casi la mitad de los habitantes de esta ciudad escogió pagar más y eso permitió al gobierno contratar empresas para hacer el cambio a energías renovables. Hubo una masa crítica que permitió un ahorro, hasta que, en 2013, el gobierno pudo cancelar la primera opción y convirtió a toda la ciudad en consumidora de energía renovable. Toda al mismo precio. La energía renovable se volvió más barata por una acción política que estimuló un crecimiento de la industria, dio empleos y generó competencia”.

Prosigue Horne: “En Alemania han hecho algo similar. Las energías renovables se impusieron por ley, pero los ciudadanos aceptaron pagar un costo más alto con tal de que la energía fuera limpia. El punto es que una transición sí cuesta dinero, la gente necesita verlo a largo plazo”.

Al mismo tiempo, el especialista señala que la desregulación del mercado por fin está dando sus frutos: aunque hace 10 años hubo un desastre en California por la manipulación de empresas privadas, luego se pudo dar un cambio favorable: “En los viejos tiempos teníamos grandes corporaciones, ultra conservadoras en sus proyectos, pero ahora que la electricidad se ha desregulado, podemos ver mucha competencia por parte de empresas más pequeñas que reaccionan más rápido y tienen la capacidad de introducir nuevas tecnologías, como proyectos de energía eólica, geotérmica o solar. Eso ha beneficiado a todos”.

Como investigador, Horne dice que la ubicación de nuevas fuentes de energía geotérmica (EGS) ha logrado que sitios más favorecidos por la naturaleza, como California y Nevada, gocen de porcentajes más altos de energía limpia. En este caso, en ambos estados el 6% de toda su energía es producida por plantas geotérmicas. Y aunque en el resto de Estados Unidos la cifra es de un 0.3% (pues produce un total de 3 gigawatts al año de la capacidad total de mil gigawatts) ésta es, definitivamente, una de las tecnologías al alza.

En las EGS, el primer problema es crear la red por fractura hidráulica y diseñar una estrategia para que esa red quede tal como la planeaste. Pero luego tienes que verificar si quedó realmente como la necesitabas. Para eso usamos las nanopartículas”.

Nanopartículas, lo más nuevo

El profesor Horne afirma que su trabajo no es salvar al mundo, pero sí enseñar a los estudiantes que ellos sí lo pueden hacer. “En una universidad como Stanford, nos enfocamos en la investigación, casi siempre sobre las EGS. Una de las áreas más intrigantes en las que trabajamos ahora es el uso de nanopartículas para rastrear los fluidos mientras se vierten por estos sistemas. La dificultad radica en que se encuentran 4 kilómetros debajo de la tierra y nunca ves exactamente cómo son. Para eso usamos las nanopartículas”. Pero, exactamente, ¿a qué se refiere con ese término aplicado en la ingeniería geotérmica? El profesor Horne explica: “Todos hemos visto nanopartículas en un vaso de agua lodosa. No es nada exótico pero, al trabajar con nanotecnología, puedes lograr que esas partículas tengan ciertas propiedades. En geotermia tratamos de determinar, usándolas como indicador, en qué parte del suelo se llega a la temperatura que es utilizable para generar energía, por ejemplo. Creamos partículas más pequeñas que una célula de sangre, y les integramos una tintura fluorescente que, cuando sube a cierta temperatura, se desprende y las partículas cambian de color. En las EGS, el primer problema es crear la red por fractura hidráulica y diseñar una estrategia para que esa red quede tal como la planeaste. Pero luego tienes que verificar si quedó realmente como la necesitabas. Para eso usamos las nanopartículas”, explica el profesor.

Algunos geocientíficos se ponen sus botas y salen al mundo a encontrar las fuentes en las montañas y bosques, pero para los ingenieros como Horne, el trabajo radica en desarrollar las técnicas y la tecnología para que las fuentes limpias sean aprovechables.

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