La energía de laTierra (II parte y final)

¿Cómo se sabe todo esto?

¿De dónde se obtiene toda esta información? ¿Cómo se sabe, por ejemplo, que una parte del núcleo de la Tierra es líquida y otra es sólida? No sólo con excavaciones en la tierra y en el mar, o analizando los lechos de rocas y plegamientos. (Figura3)

Si en un flujo estable de calor se conoce la diferencia de temperaturas entre dos puntos intermedios, es posible determinar con muy buena aproximación la temperatura de las fuentes, aún cuando estén muy alejadas.

En cuanto al núcleo terrestre, las primeras indicaciones sobre sus características se obtuvieron a partir del registro de las ondas sísmicas que acompañan a los terremotos. Estas son esencialmente ondas que se radian cuando el sismo tiene lugar. Hasta un diez por ciento de la energía generada se puede disipar en forma de ondas, que se propagan en todas direcciones a través del planeta, y no sólo en su superficie.

Existen dos tipos esenciales de ondas sísmicas. Las primarias o de tipo P (pressure), longitudinales de compresión y extensión; su velocidad de propagación varía entre 1,5 y ocho kilómetros por segundo en la corteza terrestre. Las ondas secundarias o de tipo S (shear) son transversales o de cizallamiento, y viajan a una velocidad del 60-70 por ciento relativa a la de la onda P.

Las ondas P hacen oscilar el terreno en la misma dirección en que se van propagando. Las S lo mueven en dirección perpendicular a la de propagación. La diferencia de velocidad e intensidad entre los dos tipos de ondas permite a los sismólogos determinar rápidamente la distancia hasta el sismo desde cualquier punto de observación, determinando el intervalo de tiempo en que tardan en llegar hasta la estación ambos tipos de ondas, las cuales se registran automáticamente mediante un instrumento denominado sismógrafo.

Las ondas sísmicas se desvían y se reflejan parcialmente al llegar a una frontera o interfase de la misma forma en que, por ejemplo, la luz se refracta al pasar del aire al agua.  Por otra parte, las ondas P son capaces de viajar tanto en líquidos como en sólidos, pero las S no pueden propagarse en fluidos tales como el aire o el agua.

Detectando las ondas provenientes de un sismo concreto, mediante sismógrafos colocados en diferentes lugares del globo, fue posible comprobar que existía un cono de sombra de 105 grados, en el cual las ondas S desaparecían y las ondas P resultaban desviadas de su trayectoria. Se llegó así a la conclusión de que en el centro de la tierra existía un núcleo líquido que impide la propagación de las ondas S y cuya frontera desvía las ondas P.  Conocido el radio de la tierra, el estimado del tamaño del núcleo se obtiene fácilmente por consideraciones geométricas.(figura 4)

Información adicional sobre el núcleo se obtiene al considerar la existencia del campo magnético terrestre. Para que exista magnetismo el núcleo de la tierra tendría que estar formado por algún sólido magnético o, en su defecto, tendrían que estar presentes corrientes eléctricas continuas para producir un campo magnético, similar al que aparece en una bobina con corriente. Sin embargo, los materiales magnéticos pierden sus propiedades magnéticas a alta temperatura (el hierro por encima de los 540 °C) y la temperatura en el centro de la Tierra es del orden de los seis mil 650.  De aquí que las teorías sobre el origen del magnetismo de la Tierra también consideren que el núcleo de hierro es líquido (excepto en el mismo centro de la Tierra, donde la presión es tan extremadamente alta que solidifica el núcleo), y que las corrientes de convección dentro del núcleo líquido son las que generan el campo magnético terrestre. El movimiento de deriva hacia el Oeste que se observa en los polos magnéticos se explicaría satisfactoriamente considerando que el núcleo sólido gira más despacio que el núcleo líquido exterior.

¿Se puede aprovechar esta energía?
¿Es posible utilizar la inmensa energía acumulada bajo nuestras plantas? Pues sí, se puede utilizar y de hecho ya se utiliza, aunque en escala muy reducida. La geotermia es la ciencia relacionada con el calor interior de la Tierra; su principal aplicación práctica es la localización de yacimientos naturales de agua caliente para ser utilizada en la generación de energía eléctrica, en calefacción o en procesos de secado industrial.

La energía geotérmica natural se utilizó para generar electricidad por primera vez en Toscana (Italia) en 1904, y aún continúa. Los fluidos geotérmicos provenientes de géiseres y fuentes termales se usan como calefacción en Budapest (Hungría), en algunas zonas de París, en la ciudad de Reykjiavik, en otras ciudades islandesas y en varias zonas de Estados Unidos.

Las perforaciones modernas alcanzan reservas de agua caliente y vapor que se encuentran hasta tres mil metros bajo el nivel del mar. El vapor se purifica en la boca del pozo y es transportado en grandes tubos aislados térmicamente hasta las turbinas que generan la energía eléctrica. Las nuevas técnicas para el aprovechamiento de esta energía contemplan la perforación en regiones secas y calientes, cerca de sistemas volcánicos en reposo, con el fin de inyectar agua superficial que regresará como vapor a presión capaz de mover una turbina. En 1990, la capacidad geotérmica total en 18 países, no incluyendo a los EE.UU, era de cinco mil 800 megawatt.