jueves, 17 de agosto del 2017 Fecha
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Los misterios de la Tierra

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Energías de la Tierra    ~    Comentarios Comments (3)

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Encuentros espaciales

La más destructiva intensificación temporal de los normalmente suaves flujos de energía geotectónica – erupciones volcánicas o terremotos extraordinariamente potentes – o de energía atmosférica – vientos o lluvias anormalmente intensas –, parecen irrelevantes se comparan con las repetidas colisiones del planeta con cuerpos extraterrestres relativamente grandes.

 

 

 

Hace unos seis mil años, en una región argentina denominada Campo del Cielo, se suscitó una lluvia de meteoritos, producto de la explosión en la atmósfera de un asteroide que pesaba unos 840 mil kilos. En la actualidad, se conserva uno de esos fragmentos, al cual se le denominó como “El Chaco”. Es el segundo más pesado del cual se tiene , pues en la báscula registra 37 toneladas.

 

 

 

 

En los primeros años del siglo XIX, varios exploradores se asentaron en Cape York, Groenlandia, en donde descubrieron que los habitantes de las tribus del lugar utilizaban armas punzocortantes hechas, supuestamente, con materiales de origen meteórico. Años más tarde, Robert E. Peary fue quien encontró los resquicios de un gran asteroide que golpeó la Tierra en la llamada “Edad de Hierro”. A esta gran piedra se le llamó Ahnighito, la cual fue venida al Museo Americano de Historia Natural, en donde actualmente se le observar.

 

 

 

 

Este meteorito cayó miles de años en Bacubirito, Sinaloa. Se dice que en 1863, varios pobladores de dicha localidad hallaron esta gran piedra, aunque no se dio a conocer al mundo sino hasta finales del siglo XIX, gracias a la labor periodística de Gilbert Ellis. Bacubirito pesa cerca de 20 toneladas; mide más de cuatro metros de largo y dos metros de ancho, características por las cuales lo convierten en el quinto meteorito más grande que ha caído en el planeta. Hoy en día se encuentra en la explanada del Centro de Ciencias de Culiacán.

 

 

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No sabemos un asteroide “asesino”, caerá sobre la Tierra. Los Encuentros espaciales, han sido relativamente frecuentes en la historia del planeta y, luego, no podemos asegurar que no se volverá a repetir, sino que, por el contrario, lo único que no sabemos es cuando pasará.

Existen simulaciones de lo que ser el choque del meteorito en la Tierra y, desde luego, no quisiera estar aquí cuando suceda. La Tierra está siendo bombardeada continuamente por invisibles partículas microscópicas de polvo muy abundantes en todo el Sistema Solar, y cada treinta segundos se produce un choque con partículas de 1 mm de diámetro, que dejan un rastro luminoso al autodestruirse en la atmósfera. También son relativamente frecuentes los choques con meteoritos de 1 metro de diámetro, que se producen con una frecuencia de, al , uno al año.

 

 

 

 

 

Pero los impactos, incluso con meteoritos mayores, producen solamente efectos locales. Esto es debido a que los meteoritos que deambulan por la región de asteroides localizada Marte y Júpiter están girando alrededor del Sol en el mismo sentido que la Tierra, de manera que la velocidad de impacto es inferior a 15 Km/s.

Marte y Júpiter hay cientos de miles de cuerpos pequeños que orbitan alrededor del Sol llamados asteroides. podemoas encontrarlos más allá de Plutón, llamado cinturón de Kuiper, y que en este caso reciben el de objetos transneptunianos y que están hecho de hielo. Ceres es el asteroide más grande y 913 km de diámetro.

 

 

 

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El cráter de Arizona, casi perfectamente simétrico, se formó hace 25.000 por el impacto de un meteorito que iba a una velocidad de 11 Km/s, lo que representa una potencia cercana a 700 PW. Estas gigantescas liberaciones de energías palidecen cuando se comparan con un choque frontal con un cometa típico. Su masa (al menos de 500 millones de toneladas) y su velocidad relativa (hasta 70 Km/s) elevan su energía cinética hasta 1022 J. Aunque se perdiera un diez por ciento de esta energía en la atmósfera, el impacto sería equivalente a una explosión de unas 2.500 bombas de hidrógeno de 100 megatones. Está que un fenómeno de estas características produciría impresionantes alteraciones climatológicas. Sin embargo, no es seguro y sí discutible que un impacto parecido fuese la causa de la extinción masiva del cretácico, siendo lo más probable, si tenemos en cuenta el periodo relativamente largo en que se produjo, que se podría explicar por la intensa actividad volcánica de aquel tiempo.

 

 

 

 

La frecuencia de impactos sobre la Tierra disminuye exponencialmente con el tamaño del objeto. Muchas toneladas son las que recibimos cada año de pequeños fragmentos de todo pero, cuando estos van aumentando de tamaño, los sucesos de espacian de manera sustancial

Aproximadamente, cada cincuenta o sesenta millones de años se produce una colisión con un cometa, lo que significaría que la biosfera, que ha evolucionado durante cuatro mil millones de años, ha debido superar unos cuarenta impactos de este tipo. Está claro que ha salido airosa de estas colisiones, ya que aunque haya sido modificada, no ha sido aniquilada.

 

 

 

 

Esperemos que imagen no la podamos ver nunca en directo

 

Igualmente, la evolución de la biosfera ha sobrevivido a las explosiones altamente energéticas de las supernovas más “cercanas”. Dado que en nuestra galaxia se produce por término medio la explosión de una supernova cada 50 , el Sistema Solar se encuentra a una distancia de 100 parsecs de la explosión cada dos millones de años y a una distancia menor de 10 parsecs cada dos mil millones de años. En este último caso, la parte alta de la atmósfera se vería inundada por un flujo de rayos X y UV de muy corta longitud de onda, diez mil veces mayor que el flujo habitual de radiación solar, lo que implica que la Tierra recibiría, en unas pocas , una dosis de radiación ionizante igual a la que recibe anualmente. Exposiciones de 500 roentgens son setales para la mayoría de los vertebrados y, sin embargo, los diez episodios de esta magnitud que se han podido producir en los últimos 500 millones de años no han dejado ninguna consecuencia observable en la evolución de la biosfera.

 

 

 

          La imagen de arriba corresponde a un suceso que ninguno quisiéramos que ocurriera

Si suponemos que una civilización avanzada podría preparar refugios la población durante el año que transcurre ente la llegada de la luz y la llegada de la radiación cósmica, se encontraría con la inevitable dosis de 500 roentgens cada mil millones de años, tiempo suficiente para permitir el desarrollo de una sociedad cuyo conocimiento le sirviera para defenderse de un flujo tan extraordinario y de consecuencias letales.

nos queda tiempo, hablemos de… ¡La fotosíntesis! Y, sus consecuencias.


 

Todo el Oxígeno de la Atmósfera terrestre procede del oxígeno que desprenden los organismos autótrofos la fotosíntesis.

 

La fotosíntesis es el principal proceso bioquímico que consigue pasar materiales desde el biotopo hasta la biocenosis de un ecosistema. Una vez incorporados parte de los organismos autótrofos, los heterótrofos (por ejemplo, los animales) solo tienen que aprovecharse de aquellos; con la existencia de pequeñas cantidades de agua, todo está preparado para que el ecosistema entero comience a funcionar. Además, siempre habrá animales depredadores, carnívoros, que seguirán aprovechando los materiales de otros.

La conocida ecuación básica que describe la reacción endotérmica por la cual se sintetiza una molécula de glucosa a partir de sus seis moléculas de CO2 y H2O, y 2’8 MJ de radiación solar, es una simplificadísima caja negra. Una caja negra más realista sería la siguiente:

106 CO2 + 90 H2O + 16 NO3 + PO4 + nutrientes minerales + 5’4 MJ de radiación = 3’258 g de protoplasma (106 C, 180 H, 46 O, 16 N, 1 P y 815 g de cenizas minerales) + 154 O2 + 5’35 MJ de calor disipado.

Sin macronutrientes ni micronutrientes no se producir fitomasa, que está compuesta por los nutrientes básicos necesarios para todos los seres heterótrofos: azúcares complejos, ácidos grasos y proteínas.

 

 

Para entender esta caja negra hay que comenzar por destacar la acción de unos pigmentos sensibles a la luz los cuales destacan las clorofilas. Éstas absorben la luz en dos bandas estrechas, una entre 420 y 450 nm, y la otra entre 630 y 690 nm. Así, la energía necesaria para la fotosíntesis sólo procede de la radiación azul y roja a la que corresponde menos de la mitad de la energía total de la insolación. Esta parte de la radiación fotosintéticamente activa (RFA) no se utiliza en reducir CO2, sino en la regeneración de compuestos consumidos durante la fijación del gas.

La síntesis de fitomasa en el ciclo reductor del fosfato pentosa (RPP) – un proceso con varios pasos de carboxilación por catálisis enzimática, reducción y regeneración – tiene que empezar con la formación de trifosfato de adenosina (ATP) y nicotinamida adenina dinucleótido fosfato (NADP), que son los dos compuestos que suministran energía a todas las reacciones biosintéticas. La síntesis de las tres moléculas de ATP y las dos de NADP que se necesitan para reducir molécula de CO2 requiere de diez cuantos de radiación solar con longitud de onda próxima al pico rojo de absorción de la clorofila (680 nm). El carbono procedente del CO2, combinado con el hidrógeno del agua y con los micronutrientes, dará lugar a nueva fitomasa que contiene 465 KJ/mol.

 

 

La cantidad de energía de un cuanto de luz roja es de 2’92×10-19 J (el producto de la constante de Planck, 6’62×10-34 por la frecuencia de la luz, que a su vez es el cociente la velocidad de la luz y la longitud de onda).

Un einstein (definido como un mol o de Avogadro, 6’02×1023) de fotones rojos tiene una energía aproximadamente igual a 17 Kg. Suponiendo que la RFA es el 45% de la luz directa, la eficiencia global de la fotosíntesis es del 11%, que equivale a 456/(1.760/0’43). Esta eficiencia se reduce por lo en una décima parte más si tenemos en cuenta la reflexión de la luz en las hojas y la pérdida que supone atravesar la cubierta vegetal. Ninguna planta, sin embargo, se acerca siquiera a esta eficiencia teórica, porque parte de la luz absorbida por las clorofilas (generalmente, el 20 – 25 por ciento) vuelve a ser emitida en forma de calor, debido a que los pigmentos no pueden almacenar la luz y las reacciones enzimáticas no se producen con suficiente velocidad como para utilizar completamente el flujo de energía incidente. En la respiración se cede el carbono fijado en el metabolismo de la planta y en el mantenimiento de las estructuras que la soportan.

 

 

 

 

La luz y el calor que en una pequeña fracción recibinmos de la energía solar, posible todas estas maravillas en nuestro planeta. La vida incluida.

Para cada especie, la tasa con la que se pierde carbono está determinada principalmente por el tipo de fotosíntesis. Así, existen diferencias sustanciales las plantas C3 y C4. La respiración a escala de una comunidad o ecosistema depende del estado de crecimiento, y varía entre del 20 por ciento en plantas jóvenes en rápido crecimiento, hasta más del 90 por ciento en bosques maduros.

Con una pérdida del 25 por ciento para la reacción, y otro tanto para la respiración, la eficiencia fotosintética es ligeramente superior al 5 por ciento. En este punto, las estimaciones teóricas y los valores reales coinciden, ya que el valor medio de fotosíntesis neta en plantas muy productivas y en óptimas y durante cortos periodos de tiempo, oscila entre el 4 y el 5 por ciento. La mayoría de las plantas rinden en función de los nutrientes, especialmente nitrógeno y agua, o por las bajas temperaturas en las regiones de mayor altura y latitud. Los mejores rendimientos en sistemas naturales muy productivos, como los humedales y los cultivos, están entre el 2 y el 3 por ciento. En otros ecosistemas, como los pantanos tropicales templados y los bosques templados, el rendimiento de la transformación es del 1’5 por ciento, y en las praderas muy áridas sólo del 0’1 por ciento. Globalmente, la producción anual es, al menos, de 100.000 millones de toneladas de fitomasa, que se sintetizan con un rendimiento medio del 0’6 por ciento.

 

Producción primaria global en el año comprendido entre septiembre de 1997 y agosto de 1998. SeaWiFS Project, NASA/Centro de vuelo espacial Goddar de la NASA y ORBIMAGE.  En Biología se conoce como producción primaria a la producción de materia orgánica que realizan los organismos autótrofos a través de los procesos de fotosíntesis o quimiosíntesis. La producción primaria es el punto de partida de la circulación de energía y nutrientes a través de las cadenas tróficas.

 

La fotosíntesis en los océanos, muy afectada por la escasez de nutrientes, es incluso menos . La productividad medie es de poco más de 3 MJ/m2 y se realiza con un rendimiento fotosintético del 0’06 por ciento. La media ponderada total es 0’2 por ciento, es decir, que sólo uno de cada 500 cuantos de energía solar que llega a la superficie de la Tierra se transforma en energía de biomasa en de tejido vegetal.

La mayor de esta energía se almacena en forma de azúcares simples, que contienen más energía, y que sólo se encuentran en las semillas.

La mayor parte de la fitomasa está en los bosques. En los océanos, los principales productores son los organismos que componen el fitoplancton, que son muy pequeños y flotan libres. Su tamaño varía algo menos de 2 y 200 μm de diámetro y están formados por cantidades variables de bacterias y protoctistas eucarióticos. Las cianobacterias cocoides son tan abundantes en algunas aguas oligotrópicas que pueden ser las responsables de la mayor parte de la producción de fitoplancton.

 

 

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Los protoctistas fotosintetizadores varían entre los más pequeños flagelados pigmentados ( las criptomonas y crisofitos), hasta las diatomeas y dinoflagelados, que son mayores (más de 10 mm) y generalmente dominantes. Las diatomeas están formadas por células sin flagelos, con paredes de silicio amorfo mezclados con otros compuestos orgánicos. Presentan una sorprendente y amplia variedad de diseño, desde las que tienen simetría central (las de forma radial son las dominantes en el océano), a las pennadas (simetría lateral), y otras forman largas cadenas.

La productividad de fitoplancton está controlada por la temperatura del agua y por la disponibilidad de radiación solar y nutrientes. La temperatura no es determinante, porque muchas especies son muy adaptables y consiguen una productividad similar en distintos ambientes. Aunque es frecuente la adaptación a diferentes lumínicas, tanto el volumen como en contenido en clorofila de las diatomeas aumenta con la intensidad de la luz. En el mar abierto, la mayor limitación es la cantidad de nutrientes disponibles.

las carencias que más limitan la producción de fitoplancton está la de nitrógeno, el macronutriniente más importante, la de fósforo, y la de algunos otros micronutrientes clave como el hierro y el silicio.

 

 

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Los medios productivos de la Tierra están en la capa superficial y la capa inmediatamente inferior de los océanos. En el mar abierto, las concentraciones más altas de nutrientes se encuentran entre los 500 y los 1.000 metros, a bastante más profundidad que la zona eufórica, capa en la que penetra la luz solar y que se extiende a unos 100 metros en las aguas transparentes.

El pequeñísimo tamaño de los productores dominantes es una adaptación eficaz a la escasez de nutrientes, ya que cuanto mayor sea el cociente entre la superficie y el volumen, y más lento el hundimiento de las células de fitoplancton en la capa eufórica, mayor es la tasa de absorción de nutrientes.

las corrientes elevan a la superficie las aguas frías y cargadas de nutrientes, la producción de fitoplancton aumenta sustancialmente. Las aguas costeras de Perú, California, noroeste y sudoeste de África, y de la India occidental son ejemplos destacados de ascensión costera de aguas frías. También se dan casos de ascensión mar adentro en la mitad del Pacífico, cerca del ecuador y en las aguas que rodean la Antártida. Otras zonas altamente productivas se encuentran en las aguas poco profundas cercanas a la costa que están enriquecidas por el aporte continental de nutrientes. Este enriquecimiento, con una proporción N/P muy descompensada, es especialmente elevados en los estuarios adonde van a parar grandes cantidades de aguas residuales y fertilizantes.

 

 

 

 

Las diferentes medidas de la productividad en las aguas oligotróficas de los mares subtropicales y de las aguas eutróficas con corrientes ascensionales, varían entre de 50 gC/m2 y 1 gC/m2, más de un orden de magnitud. Las estimaciones de la producción global de fitoplancton están comprendidas 80.000 y 100.000 millones de toneladas, que representan entre dos tercios y cuatro quintos de la fitomasa total terrestre. Contrasta con el resultado anterior el hecho de que, dado el corto periodo de vida del fitoplancton (1 – 5 días), la fitomasa marina represente sólo una pequeña fracción de todo el almacenamiento terrestre.

La distribución espacial del fitoplancton muestra zonas delimitadas que se extienden a escala local y global. La exploración desde los satélites es, con gran diferencia, la que permite detectar con mayor precisión las concentraciones de clorofila y la que ha posibilitado obtener las pautas de la distribución de fitoplancton. En las aguas que rodean la Antártida se observa claramente una distribución asimétrica en dos bandas casi concéntricas. La mejor distribución se explica por el hecho de que se deba a corrientes circumpolares y a la abundancia de ácido silicílico. las zonas de mayor riqueza de fitoplancton se encuentran cerca de los continentes donde los ríos arrastran abundantes nutrientes disueltos.

 

 

Figura 4-3 > Ejemplo de cadena trófica” width=”484″ height=”383″ border=”1″ /></p>
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La vida necesita un aporte continuo de energía que llega a la Tierra el Sol y pasa de unos organismos a otros a través de la cadena trófica.

El fitoplancton es la base energética de las intrincadas pirámides tróficas. Las cadenas alimenticias en el océano, generalmente, son redes complicadas. Una gran parte de la fitomasa disponible no la consumen directamente los herbívoros, sino que primero se almacena en depósitos de materia muerta que, transformada por bacterias, se convertirá en alimento otros seres heterótrofos.

 

 

Diatomeas vistas a través de un electrónico.

La gran producción de fitoplancton puede alimentar grandes cantidades de zoomasa. El kril, pequeños crustáceos parecidos a las quisquillas que se alimentan de diatomeas, son los organismos más abundantes en la superficie del mar; sus densas acumulaciones pueden contener mil millones de individuos y su producción anual de zoomasa quizá llegue hasta los 1.300 millones de toneladas. Esta prodigiosa cantidad de zoomasa sirve de alimento a focas, calamares y peces, así como a los mayores carnívoros de la biosfera, las especies de ballenas con barbas que se alimentan filtrando el agua.

emilio silvera

¿La Tierra? ¡Una maravilla de la Naturaleza!

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Las corrientes de convección son movimientos que describen los fluidos. Cuando éstos se calientan, se dilatan y ascienden. Al llegar esos materiales a la corteza terrestre se enfrían debido a que esta capa tiene una baja temperatura. Al enfriarse los materiales, se contraen y descienden alcanzar el núcleo de la Tierra, donde el proceso volverá a comenzar.

Toda energía térmica actúa sobre los materiales provocando el movimiento de estos, generando elevadas presiones que llevan a transformaciones en la estructura de los materiales. En ocasiones, estas presiones se liberan bruscamente. Todos hemos podido contemplar las consecuencias devastadoras de tales acontecimientos.

Parece una locura, pero… ¿qué es la Tierra? La astronomía nos dice que es un planeta de tamaño medio que orbita una estrella no demasiado especial. Desde nuestro punto de vista es el ejemplo más exacto -obviamente- de lo que se ha bautizado como “planetas del tipo terrestre”. Los indígenas de muchas regiones -y los ecologistas- lo llaman “la madre tierra”. En la literatura se lo ha llamado “el planeta azul”, “el planeta de agua”, “el zafiro celeste”, “el orbe cerúleo” y otros nombres poéticos. Los biólogos saben que -por ahora- es el único lugar conocido que alberga la vida.

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Una definición más estructural nos dirá que se compone de cierta cantidad de minerales, que tiene una corteza, un manto, un núcleo de hierro, y que lo rodea una atmósfera y su superficie está cubierta en un 75% por agua. Pero la definición más impactante es una que hasta ahora no sospechábamos: la Tierra, afirma el geofísico J. Marvin Herndon, es una gigantesca planta natural de generación nuclear. Nosotros vivimos en su delgada coraza, mientras a algo más de 6.000 kilómetros bajo nuestros pies se quema por la fisión nuclear una bola de uranio de unos ocho kilómetros de diámetro, produciendo un intenso calor que hace hervir el metal del núcleo, lo que produce el campo magnético terrestre y alimenta los volcanes y los movimientos de las placas continentales.

Evolución de los continentes

Sabemos que el mundo orgánico y el inorgánico están conectados: los factores vivos e inanimados interactúan constantemente y están en continuo cambio, son interdependientes. El Universo está en movimiento, expandiéndose, y los distintos elementos que lo componen, forman una cohesión dinámica en permanente evolución. Aún estamos lejos de conocer sus secretos… sin embargo, contamos con una ventaja para poder desvelar los múltiples secretos que rodean nuestro “mundo”, la materia “inerte” es el ciclo más primario de la materia de que, por evolución, se convierta en eso que llamamos vida. Cuando en algunas formas de vida está presente la Inteligencia y una consciencia de SER, se comienza un nuevo ciclo, el de tratar de saber sobre todas las cosas que nos rodean y, el Planeta Tierra, nuestra casa, no podía ser una excepción.

              La Tierra vista el Espacio, es una auténtica maravilla. ¡Si pudiéramos contemplar así nuestra Galaxia!

En un lugar parecido a , hace miles de millones de años, nació la Tierra ignea y sus hermanos, el resto de los planetas del Sistema Solar. Se enfrió con el paso del Tiempo, y, a partir de la materia inerte, surgieron aquellas simples células replicantes que evolucionaron hacia la mente. Esa ha sido la obra más grandiosa del Universo., hasta donde podemos saber, toda vez que, confinados aquí en éste pequeño y maravilloso planeta, los seres conscientes no han podido evolucionar hasta el punto de comprobar si, en otros mundos, existe realmente la vida.
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Pero se hablaba de lo que produce el campo magnético terrestre y alimenta los volcanes y los movimientos de las placas continentales. Veamos de dónde surge esta imagen. Hay que imaginar a la Tierra primordial como un esférico, una bola recién formada y ardiente de elementos en estado líquido que se condensaron del disco que rodeaba nuestro sol. Los metales más densos se hundieron por la atracción de la gravedad, mientras que los elementos más livianos flotaron y quedaron más cerca del exterior de la esfera y en la superficie. Dentro de nuestro planeta, la densidad depende exclusivamente del número y el peso atómico de los átomos. El uranio es muy denso, 19 gramos por centímetro cúbico, porque tiene el mayor número y peso atómicos en la naturaleza, de modo que, siendo la sustancia más densa en una esfera de materiales fundidos, debió terminar a la fuerza en el centro de ella. En el centro de la Tierra. Las implicaciones de esta hipótesis relativamente nueva del georreactor son muy amplias. No sólo influye en la manera en que vemos a la Tierra y a la formación de planetas en general, sino que hasta habría que revisar el origen mismo de las estrellas.

El impulsor de la idea. Hace poco se estrenó la película The Core (“El núcleo”), relacionada con este tema. El doctor J. Marvin Herndon, de 58 años de edad, alto y robusto, estuvo allí y fue tratado como una estrella. Él vive en un suburbio de San Diego llamado Scripps Ranch, en los Estados Unidos de Norteamérica, en una casa repleta de antigüedades. Está casado con una científica de computación y tiene tres hijos ya crecidos. Tiene un doctorado en química nuclear de la . De 1975 a 1978 hizo un postdoctorado en la Universidad de California en San Diego con Harold Urey, ganador del Premio Nobel de química en 1934, y con Hans Suess, desarrollador del método de datación por carbono 14. Estuvo un año como investigador en esa Universidad, pero renunció. Desde entonces, se dedicó a investigar independientemente. Veamos lo que dijo en una entrevista.

J. Marvin Herndon. Licenciado en Física en 1970

- Dr. Herndon, he leído que usted cree que Marte posee un georreactor muerto, basándose en la evidencia de que no posee campo electromagnético. ¿Podría contar sus especulaciones con respecto a otros planetas del Sistema Solar, incluyendo los gigantes gaseosos?

- Originalmente llegué a la idea de reactores de fisión de escala planetaria considerando los gigantes gaseosos. Cuando iba a la escuela, me dijeron que los planetas no producen energía; sólo reciben energía del sol y la vuelven a irradiar. Pero a fines de los sesenta los astrónomos descubrieron que Júpiter irradia hacia el espacio más o menos el doble de la energía que recibe el sol. Luego se encontró que Saturno y Neptuno irradian cantidades prodigiosas de energía generada internamente. Durante veinte años los planetólogos creyeron que habían tenido en consideración y eliminado todas las fuentes planetarias posibles de energía, decidiendo que la energía extra que irradiaban venía del colapso gravitatorio original producido hace unos 4.500 millones de años. Cuando empecé a pensar en este problema alrededor de 1990, esa explicación no me parecía razonable.

Júpiter está compuesto en un 98% de hidrógeno y helio y ambos gases son medios de transmisión de calor extremadamente eficientes. Luego pensé que todos esos gigantes gaseosos tienen los ingredientes necesarios para formar un reactor nuclear de escala planetaria, una fuente de energía que no se había considerado antes. Júpiter, Saturno y Neptuno irradian cantidades prodigiosas de energía generada en su interior y poseen atmósferas muy turbulentas; Urano irradia muy poca o ninguna energía y su atmósfera aparece sin rasgos. (Especulación: ¿se habrá apagado el reactor nuclear de Urano?)

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     Lo cierto es que, vivímos encima de un reactor nuclear natural

Luego de que se publicó el artículo científico sobre los gigantes gaseosos en Naturwissenschaften, pensé que no es necesario hidrógeno frenar a los neutrones; esa chispa de comprensión me llevó a comenzar a desarrollar el concepto de que hay un reactor nuclear de fisión en el centro de la Tierra, que publiqué por primera vez en 1993. No tenemos evidencia directa -aún- de que Marte tenga o no un reactor nuclear. Sin embargo, Marte tiene el volcán más grande del Sistema Solar, el Monte Olympus. Tuvo alguna vez la fuente de energía que se requiere para formar un volcán. parece que el interior de Marte podría no estar congelado. Interesante.

La luna Io de Júpiter posee actividad volcánica. He leído recientemente que la interacción de marea con Júpiter no aporta suficiente energía. Uno puede especular con la posibilidad de que haya un reactor nuclear involucrado, pero en este momento sería sólo especulación. Hay un reporte reciente que sugiere que el interior de nuestra Luna no estaría del todo congelado. Hay evidencia paleomagnética que sostiene la idea de que la Luna tuvo su propio campo magnético durante sus primeros 500 millones de años de vida. Necesitamos evidencia sólida.

Aquí en la imagen observamos a La Fosa de las Sirenas se extiende a lo largo de 25 000 km al sudoeste de la región volcánica de Tharsis, en la que se encuentra el Monte Olimpo, el volcán más alto de nuestro Sistema Solar. La Fosa de las Sirenas es un sistema de fosas tectónicas formadas por las fuerzas internas de la corteza marciana durante la elevación de la región de Tharsis. Se apreciar una fosa tectónica en la imagen, como dos líneas paralelas que cruzan de arriba abajo, ligeramente a la izquierda del centro de la imagen.

- aspecto interesará a los lectores. ¿Podría estallar el georreactor y destruir el planeta que lo contiene?

- No. lograr una explosión hace falta uranio o plutonio muy puros, de “grado armamentístico”. Las impurezas que tiene el uranio natural, incluyendo el U-238, lo impiden. Hay alguna tontería en la web que se refiere a que el calentamiento global podría causar la explosión del georreactor. Es un sinsentido. Seudociencia.

- Fuera de la posibilidad de que el georreactor se apague, ¿hay algún otro peligro para la vida?

- Los únicos elementos que se pueden fugar del núcleo son muy livianos. Los elementos livianos que produce la fisión son poco abundantes y, si es que son radiactivos, típicamente tienen una vida media .  A diferencia de otras fuentes potenciales de energía de escala planetaria, que sólo pueden variar muy gradualmente a lo largo del tiempo y en una sola dirección, un reactor nuclear es capaz de tener una producción variable de energía, como hice notar en mi artículo de 1994 en la Royal Society of London.

Los científicos deberían empezar a preguntarse cómo se podría detectar esa fuente variable de energía de la Tierra y cómo pueden afectar estas variaciones la superficie de nuestro planeta. La corriente de El Niño, por ejemplo, ¿puede ser afectada por variabilidad? ¿Las eras glaciares? No estoy sugiriendo que lo sean, pero se debe mantener la mente abierta. Por ejemplo, en los modelos del calentamiento global se asume que el flujo de calor que surge del interior es constante. ¿Lo es? Son interrogantes que los científicos deben hacerse.

¿Qué podría causar esa variación de la energía, si existiese?

Proceso de la fusión nuclear

- En un reactor de fisión nuclear, se divide el núcleo de uranio y otros elementos en una reacción en cadena, partiendo los átomos típicamente en dos partes.  Esos productos de la fisión absorben neutrones y, si se los deja allí, frenarán la cadena de reacción de los neutrones y, por fin, apagarán el reactor. Pero los productos de la fisión tienen más o menos la mitad de atómico y la mitad de peso atómico que el combustible de uranio. A las presiones que prevalecen en las profundidades de los planetas, la densidad es función del número y el peso atómicos. Los productos de la fisión serán, entonces, menos densos que el uranio y tenderán, por gravedad, a migrar hacia fuera del reactor mientras que el uranio se concentra dentro. Uno puede imaginar que en un caso ideal se produce un equilibrio. Pero si la producción de subproductos de la fisión excede su ritmo de remoción, la potencia de salida del reactor se reducirá hasta que los subproductos tengan la posibilidad de migrar por gravedad fuera de la zona del reactor. Luego la potencia volverá a crecer.

Reactor de fusión Tokamak

- Estuve pensando que, si se prueba que es cierta, esta teoría de los georreactores planetarios se debe aplicar a todos los cuerpos planetarios del universo. Estoy seguro de que usted debe conocer la ecuación de Drake que intenta estimar el de inteligencias que podrían existir en el universo, algo que se tiene en gran consideración en el SETI. ¿Se debería agregar un nuevo valor a esta fórmula que represente el tiempo esperado de vida del georreactor en un planeta tipo Tierra?

- Pienso que a la gente le gustaría mucho encontrar evidencias de vida en algún lugar del universo. Pero los hechos siguen mostrando que la Tierra es el único planeta en la que se la ha encontrado. Yo no creo que se pueda asignar una posibilidad a un suceso que se ha observado sólo una vez. No estoy de ninguna manera contra los esfuerzos de encontrar evidencias de vida, pero pienso que la gente debe ser objetiva en tema.

- ¿Ha imaginado ejemplos extraños de fisión natural? Por ejemplo, los físicos han teorizado todo de cosas peculiares, como agujeros negros en miniatura e incluso con de rosquilla [toroide]. ¿Podría existir algún tipo diferente de reactor natural de fisión en algún lugar del universo?

¿Hace 2000 millones de años una civilización desconocida, usaba reactores nucleares en África?
No hace mucho tiempo que contamos aquí que hace 2.000 millones de años, en la Tierra, se produjo un fenómeno de reacciones nucleares expontáneas que fueron descubiertas posteriormente, en nuestros días.

- Yo trato de hacer ciencia paso a paso, una idea siguiendo a la otra. No tengo razón esperar que existan tipos inusuales de reactores en el universo. Por otra parte, pienso que aún sabemos muy poco sobre los reactores nucleares ordinarios a escala planetaria. ¿Y quién sabe qué podremos aprender finalmente.

- “Descubrí, para mi sorpresa, que no sólo pude estar hombro a hombro con las estrellas, sino que me trataron como una estrella, entrevistándome a lo largo de la alfombra roja en el estreno mundial de la película The Core. Es un gran éxito para la Ciencia”.

Lo cierto es que, la Naturaleza,  nunca dejará de sorprendernos.

emilio silvera

Energías de la Tierra

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Energías de la Tierra    ~    Comentarios Comments (0)

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                                 El volcán Nevado Ojos del Salado, en la frontera entre Argentina y Chile, es el más alto del planeta

Los volcanes

La unívoca asociación de los volcanes activos con las zonas de subducción de las grandes placas tectónicas permite localizar casi todas las erupciones recientes alrededor del océano Pacífico y, sobre todo, en América central, Sudamérica, Filipinas, Japón y Kamchatka. Una categoría menos común incluye los volcanes asociados a los puntos calientes, las placas tectónicas se ven atravesadas por flujos magmáticos procedentes del manto, a la cual pertenecen los volcanes de Hawai y África central.

File:Pahoeoe fountain original.jpg

                                                             Fuente de lava de 10 metros de altura en un volcán de Hawái

Las erupciones históricas más conocidas son las Théra, en Grecia (alrededor del 1.500 a. C.), del Vesubio en Italia (79 a. C.) y del Cracatoa (1.883 d. C.) en Indonesia, y el del monte St. Helens en el estado de Washington en 1.980. Éste último caso es la erupción volcánica mejor estudiada hasta la . Se conoce, no solamente el volumen de los depósitos expulsados (0’18 Km3) y de lava (0’5 Km3), también un detallado desglose de la energía relacionada con la erupción.

El Vesubio: En Italia, se encuentra ubicado uno de los volcanes que más devastación ha causado en la historia. Hace siglos, este volcán hizo erupción destruyendo Pompeya y Herculano, matando a 25 mil personas. Según los registros, mucha gente fue petrificada viva.

File:MSH82 st helens spirit lake reflection 05-19-82.jpg

                                                       del Monte St. Helens tomada el 19 de mayo de 1982.

Los flujos de calor dominan en el proceso: la energía térmica de los expulsados, las avalanchas, los chorros de agua, los flujos piroplásticos y las nubes de ceniza, dan un total de 1’66 EJ, cerca de veinte veces la energía cinética total de la erupción.

El 18 de mayo de 1.980, el volcán del monte St. Helens desarrolló, durante nueve horas de erupción, una energía total de 1’7 EJ, lo que equivale a una potencia media de 52 TW, es decir, unas cinco veces el consumo anual mundial de energía en el sector primario en los primeros años noventa. Aún más potentes fueron las de Bezymyannyi, Kamchatka, en 1.956 (3’9 EJ), y la de Sakurajima, Japón, en 1.914 (4’6 EJ). La mayor erupción que tuvo lugar en el siglo XIX fue la del volcán Tambora, en 1.815, que liberó más de 80 EJ de energía (basado en los depósitos de cenizas) que es un orden de magnitud a los anteriormente mencionados. Pero incluso la más potente erupción conocida es irrelevante comparada con las sucedieron hace varios vientos de miles de años, y que a su vez, son pequeñas comparadas con las erupciones magmáticas más antiguas.

yellowstone1

                                                                    Cuando Yellowstone estalle…

Debajo del parque de Yellowstone, una monstruosa pluma de roca caliente levanta la tierra y la hace temblar. Las pasadas erupciones tuvieron una potencia comparable a la de mil montes Helens. El futuro es imprevisible.

Entre las de diez calderas jóvenes, enormes cráteres formados en las gigantescas erupciones que se produjeron en el último millón de años, están la de Yellowstone (formada hace 600.000 años, con un diámetro de 70 Km y 1.000 m3 de material expulsado, principalmente piedra pómez y cenizas), y la de Toba (situada en el noroeste de Sumatra, formada hace 75.000 años, de casi 100 Km de anchura y con más de 2.000 m3 de material eyectado).

                                                                Decan Traps de la India

Un prolongado periodo de erupciones volcánicas que empezó hace 66 millones de años – varios cientos de millones de años de cataclismos que lanzaron a la atmósfera enormes cantidades de cenizas y produjeron dos millones de Km3 de lava, creando la inmensa Decan Traps de la India – parece ser la causa, al menos tan plausible como la colisión de la Tierra con un asteroide, de la masiva extinción que se produjo en la frontera del cretácico y el terciario.

Aunque las erupciones históricas han supuesto una considerable pérdida en vidas humanas (cerca de 250.000 desde 1.700), pérdidas materiales enormes y han sido una de las causas más importantes de los cambios climáticos temporales, ninguna de estas consecuencias está claramente correlacionada con la energía total liberada en las mismas. Las emisiones térmicas son casi siempre dominantes, de una a tres órdenes de magnitud mayores que todos los demás flujos de energía, y se dividen en varias clases de flujos diferentes. En algunas erupciones, la mayor parte de la energía térmica liberada está asociada con la emisión de nubes de cenizas que se elevan hasta la estratosfera; así las cenizas de la erupción del monte St. Helens se elevaron a 20 Km, y otras hasta los 30 Km, e incluso más, con cambios atmosféricos locales y espectaculares puestas de Sol y uno o dos años con temperaturas más bajas de las habituales en algunas regiones. En Nueva Inglaterra, por ejemplo, no hubo verano en 1.816.

En otras erupciones, la mayor parte de la energía térmica es transportada por las corrientes piroclásticas. Estas corrientes se forman por explosión y están compuestas por partículas volcánicas, cuyos tamaños varían entre los μm y metros, y gases calientes. Alcanzan temperaturas cercanas a los 1.000º C, se propagan a velocidades de hasta 300 m/s y se extienden a distancias de cientos de kilómetros del lugar de origen.

                                                                          Monte Pelée, 1902

En la erupción del monte Pelée, isla de Martinica en 1.902, estas nubes incandescentes acabaron con la vida de 28.000 personas. En las erupciones de los volcanes hawaianos, el flujo de calor está predominantemente asociado a la emisión de lavas que se desplazan lentamente; así, en la erupción del Mauna Loa en 1.950, con una energía liberada de magnitud parecida a la del monte St. Helens, no se produjeron desplazamientos de lodos, avalanchas ni nubes de cenizas.

Siendo espectaculares y a devastadoras, las erupciones volcánicas representan una fracción muy pequeña de la energía térmica que mueve la geotectónica terrestre. Suponiendo que en total aflora 1 Km3/año de lava continental y que las erupciones oceánicas contribuyen con otros 4 Km3/año, el calor global perdido anualmente está de los 800 GW, lo cual representa solamente el 2 por ciento del flujo geotérmico terrestre global. La grandiosidad de estos fenómenos está enmascarada en ámbitos de límites regionales, que a nivel global son casi insignificantes.

emilio silvera

Energías de la Tierra

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Energías de la Tierra    ~    Comentarios Comments (0)

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                                 El volcán Nevado Ojos del Salado, en la frontera entre Argentina y Chile, es el más alto del planeta

Los volcanes

La unívoca asociación de los volcanes activos con las zonas de subducción de las grandes placas tectónicas permite localizar casi todas las erupciones recientes alrededor del océano Pacífico y, sobre todo, en América central, Sudamérica, Filipinas, Japón y Kamchatka. Una categoría menos común incluye los volcanes asociados a los puntos calientes, donde las placas tectónicas se ven atravesadas por flujos magmáticos procedentes del manto, a la cual pertenecen los volcanes de Hawai y África central.

File:Pahoeoe fountain original.jpg

                                                             Fuente de lava de 10 metros de altura en un volcán de Hawái

Las erupciones históricas más conocidas son las Théra, en Grecia (alrededor del 1.500 a. C.), del Vesubio en Italia (79 a. C.) y del Cracatoa (1.883 d. C.) en Indonesia, y el del monte St. Helens en el estado de Washington en 1.980. Éste último caso es la erupción volcánica mejor estudiada hasta la fecha. Se conoce, no solamente el volumen de los depósitos expulsados (0’18 Km3) y de lava (0’5 Km3), sino también un detallado desglose de la energía relacionada con la erupción.

 

El Vesubio: En Italia, se encuentra ubicado uno de los volcanes que más devastación ha causado en la historia. Hace varios siglos, este volcán hizo erupción destruyendo Pompeya y Herculano, matando a 25 mil personas. Según los registros, mucha gente fue petrificada viva.

File:MSH82 st helens spirit lake reflection 05-19-82.jpg

                                                       Imagen del Monte St. Helens tomada el 19 de mayo de 1982.

Los flujos de calor dominan en el proceso: la energía térmica de los productos expulsados, las avalanchas, los chorros de agua, los flujos piroplásticos y las nubes de ceniza, dan un total de 1’66 EJ, cerca de veinte veces la energía cinética total de la erupción.

El 18 de mayo de 1.980, el volcán del monte St. Helens desarrolló, durante nueve horas de erupción, una energía total de 1’7 EJ, lo que equivale a una potencia media de 52 TW, es decir, unas cinco veces el consumo anual mundial de energía en el sector primario en los primeros años noventa. Aún más potentes fueron las de Bezymyannyi, Kamchatka, en 1.956 (3’9 EJ), y la de Sakurajima, Japón, en 1.914 (4’6 EJ). La mayor erupción que tuvo lugar en el siglo XIX fue la del volcán Tambora, en 1.815, que liberó más de 80 EJ de energía (basado en los depósitos de cenizas) que es un orden de magnitud superior a los anteriormente mencionados. Pero incluso la más potente erupción conocida es irrelevante comparada con las sucedieron hace varios vientos de miles de años, y que a su vez, son pequeñas comparadas con las erupciones magmáticas más antiguas.

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                                                                    Cuando Yellowstone estalle

Debajo del parque de Yellowstone, una monstruosa pluma de roca caliente levanta la tierra y la hace temblar. Las pasadas erupciones tuvieron una potencia comparable a la de mil montes Saint Helens. El futuro es imprevisible.

Entre las cerca de diez calderas jóvenes, enormes cráteres formados en las gigantescas erupciones que se produjeron en el último millón de años, están la de Yellowstone (formada hace 600.000 años, con un diámetro de 70 Km y 1.000 m3 de material expulsado, principalmente piedra pómez y cenizas), y la de Toba (situada en el noroeste de Sumatra, formada hace 75.000 años, de casi 100 Km de anchura y con más de 2.000 m3 de material eyectado).

                               Decan Traps de la India

Un prolongado periodo de erupciones volcánicas que empezó hace 66 millones de años – varios cientos de millones de años de cataclismos que lanzaron a la atmósfera enormes cantidades de cenizas y produjeron dos millones de Km3 de lava, creando la inmensa Decan Traps de la India – parece ser la causa, al menos tan plausible como la colisión de la Tierra con un asteroide, de la masiva extinción que se produjo en la frontera del cretácico y el terciario.

Aunque las erupciones históricas han supuesto una considerable pérdida en vidas humanas (cerca de 250.000 desde 1.700), pérdidas materiales enormes y han sido una de las causas más importantes de los cambios climáticos temporales, ninguna de estas consecuencias está claramente correlacionada con la energía total liberada en las mismas. Las emisiones térmicas son casi siempre dominantes, de una a tres órdenes de magnitud mayores que todos los demás flujos de energía, y se dividen en varias clases de flujos diferentes. En algunas erupciones, la mayor parte de la energía térmica liberada está asociada con la emisión de nubes de cenizas que se elevan hasta la estratosfera; así las cenizas de la erupción del monte St. Helens se elevaron a 20 Km, y otras hasta los 30 Km, e incluso más, con cambios atmosféricos locales y espectaculares puestas de Sol y uno o dos años con temperaturas más bajas de las habituales en algunas regiones. En Nueva Inglaterra, por ejemplo, no hubo verano en 1.816.

En otras erupciones, la mayor parte de la energía térmica es transportada por las corrientes piroclásticas. Estas corrientes se forman por explosión y están compuestas por partículas volcánicas, cuyos tamaños varían entre los μm y varios metros, y gases calientes. Alcanzan temperaturas cercanas a los 1.000º C, se propagan a velocidades de hasta 300 m/s y se extienden a distancias de cientos de kilómetros del lugar de origen.

                                                                          Monte Pelée, 1902

En la erupción del monte Pelée, isla de Martinica en 1.902, estas nubes incandescentes acabaron con la vida de 28.000 personas. En las erupciones de los volcanes hawaianos, el principal flujo de calor está predominantemente asociado a la emisión de lavas que se desplazan lentamente; así, en la erupción del Mauna Loa en 1.950, con una energía liberada de magnitud parecida a la del monte St. Helens, no se produjeron desplazamientos de lodos, avalanchas ni nubes de cenizas.

Siendo espectaculares y a veces devastadoras, las erupciones volcánicas representan una fracción muy pequeña de la energía térmica que mueve la geotectónica terrestre. Suponiendo que en total aflora 1 Km3/año de lava continental y que las erupciones oceánicas contribuyen con otros 4 Km3/año, el calor global perdido anualmente está cerca de los 800 GW, lo cual representa solamente el 2 por ciento del flujo geotérmico terrestre global. La grandiosidad de estos fenómenos está enmascarada en ámbitos de límites regionales, que a nivel global son casi insignificantes.

emilio silvera

Energía Geotérmica

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Energías de la Tierra    ~    Comentarios Comments (11)

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Mientras llega la Fusión Nuclear, esa energía limpia y sin residuos contaminantes (es el helio su desecho), tendremos que ir pensando en promocionar más intensamente otras fuentes de energía que, estando aquí, en el planeta, no le prestamos la debida atención.

 

Planta de energía geotérmica en las Filipinas.


Introducción_____________________________________

Geotérmico viene del griego geo (Tierra), y thermos (calor); literalmente “calor de la Tierra”. La energía geotérmica es aquella energía que puede obtenerse mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra. El calor del interior de la Tierra se debe a varios factores, entre los que cabe destacar el gradiente geotérmico, el calor radiogénico, etc.

Historia_________________________________________

En el Siglo XVI y XVII se excavaron las primeras minas a unos cientos de kilómetros hacia el centro de la tierra que el hombre tuvo que deducir gracias a las sensaciones térmicas, ya que la temperatura aumentaba mientras se incrementaba con la profundidad.

Las primeras mediciones con termómetros, fueron realizadas en 1740, en una mina cerca de Belfort, en Francia.

 En 1870 se comienza a incrementar el método científico para estudiar el régimen termal de la tierra, pero no fue hasta el siglo XX, y el descubrimiento del calor Radiogénico (balance térmico) cuando empezó a cobrar importancia.

Los modelos Termales de la nueva tecnología, necesariamente, toman en cuenta el calor continuamente producido por el decaimiento de los isótopos radioactivos de larga vida del uranio (U234, U235), Torio (Th232) y Potasio (K40) presentes en la Tierra (calor radiogénico).

Además del calor radiogénico, están otras posibles fuentes de calor como la energía primordial de la acreción planetaria.

En 1980, se dispuso una teoría de estos modelos, cuando se comprobó que había un equilibrio entre el calor radiogénico producido en el interior de la tierra y el calor disipado al espacio desde la tierra.

Las aguas termales se han utilizado a lo largo de la historia en diversas tareas domésticas, pero sólo desde comienzos del siglo XX los fluidos geotérmicos han sido destinados a otros usos más sofisticados.

 geotermia

Gracias a la presencia de volcanes, fuentes termales y otros fenómenos similares, llevó al hombre antiguo a suponer que el interior de la tierra poseía altas temperaturas.

 Ya durante el siglo XIX se extraían productos químicos de las emanaciones gaseosas en Larderello (Italia), hasta que en 1904 se realizó el primer intento para utilizar el vapor geotérmico en la generación de energía eléctrica. Actualmente, estas instalaciones generan 3.000 millones de MW.h/año de electricidad y son la base de una importante industria química de extracción de

Ácido bórico, amoníaco y helio.

En Islandia se utilizó por primera vez agua caliente geotérmica en 1925 y actualmente es el país con mayor aprovechamiento de calefacción geotérmica del mundo, extendiéndose su uso tanto en el ámbito doméstico como en el agrícola e industrial, al 80 % de la población. Otros países donde la energía geotérmica ha adquirido gran importancia son Nueva Zelanda, México, El Salvador, así como en algunas zonas de California (EE.UU.). Obsérvese que todas estas zonas coinciden con la localización de los cinturones sísmicos y áreas de volcanismo reciente

Puede afirmarse finalmente que el interés mundial por la energía geotérmica partió de la “Conferencia de Nuevas Fuentes de Energía” de la ONU (Roma, 1961). Así, en la actualidad existen en funcionamiento numerosas plantas de producción de energía eléctrica geotérmica, el uso de la energía geotérmica para electricidad ha crecido mundialmente a cerca de 8.000 megawatt de los cuales EE.UU. genera 2.700 MW.

geotermia agua Geotermia: Agua supercrítica

 

Si queremos reducir las emisiones de CO2 y producir energía limpia en una escala que hará la diferencia, tendremos que ir mucho más abajo en la tierra misma.

Funcionamiento de las Centrales Geotérmicas__________

En muchos lugares de la Tierra se producen fenómenos geotérmicos que pueden ser aprovechados para generar energía útil para el consumo. Estas fuerzas se desarrollan en el interior de la corteza terrestre, normalmente a profundidades de 50 km, en una franja llamada sima o sial; algunas de sus manifestaciones sobre la superficie son los volcanes activos.

Conforme descendemos hacia el interior de la corteza terrestre se produce un aumento gradual de temperatura, estimado en 1 grado cada 37 metros de profundidad. Sin embargo, en determinadas zonas de nuestro planeta, por ejemplo en algunas islas volcánicas de Canarias, las altas temperaturas se encuentran a nivel de la superficie. En estos casos, es cuando una instalación geotérmica resulta más rentable.

Para aprovechar la energía geotérmica se recurre a sistemas similares a los empleados en energía solar con turbina, es decir, calentamiento de un líquido que puede tener distintas aplicaciones, pero que habitualmente se destina a producir vapor con el que se da impulso a la turbina, que a su vez mueve un generador eléctrico.

Los sistemas geotérmicos producen un rendimiento mayor con respecto a otros sistemas, y además tienen un costo de mantenimiento menor. De hecho, la única pieza móvil de una central geotérmica es el sistema de turbina-generador, y por tanto todo el conjunto tiene una vida útil más larga. Además, la energía utilizada está siempre presente, lo cual apenas implica variaciones, como sucedería en otros sistemas que dependen, por ejemplo, del caudal de un río o del nivel de radiación solar.

El funcionamiento de una central geotérmica es bastante simple: consta de una perforación practicada a gran profundidad sobre la corteza terrestre (unos 5 km), con objeto de obtener una temperatura mínima de 150º C, y en la cual se han introducido dos tubos en circuito cerrado en contacto directo con la fuente de calor.

Una vez que se dispone de pozos de explotación se extrae el fluido geotérmico que consiste en una combinación de vapor, agua y otros materiales. Éste se conduce hacia la planta geotérmica donde debe ser tratado. Primero pasa por un separador de donde sale el vapor y la salmuera y líquidos de condensación y arrastre, que es una combinación de agua y materiales. Esta última se envía a pozos de reinyección para que no se agote el yacimiento geotérmico. El vapor continúa hacia las turbinas que con su rotación mueve un generador que produce energía eléctrica. Después de la turbina el vapor es condensado y enfriado en torres.

A pesar de su sencillez, el sistema está pensado fundamentalmente para aplicaciones que no requieran un suministro de energía a gran escala, debido a las características geotérmicas de las rocas. Al contrario de lo que sucede con los metales, las rocas o la arena no tienen capacidad conductora del calor, es decir, la conservan, por eso si se utilizase una central geotérmica con intención de producir energía a gran escala llegaría un momento en que el proceso se detendría. El motivo, es que la sima del interior de la corteza terrestre donde está el calor aprovechable se va enfriando progresivamente conforme se le inyecta agua fría, y si el régimen de inyección es alto llegará un momento en que la sima ha cedido más calor del que puede recuperar, precisamente por su baja capacidad de conducir la temperatura. Este inconveniente impide el funcionamiento continuo de la central, deteniéndose a determinados intervalos hasta que la roca recupera una temperatura suficiente para reanudar el funcionamiento normal.

En algunas regiones de la tierra este inconveniente no se produce, porque las altas temperaturas están casi a flor de tierra, lo que permite extender tuberías en horizontal, en vez de en vertical, garantizándose que la recuperación de la temperatura de la roca o de la arena se realice casi a la par que su enfriamiento

geotermica

 

La energía geotérmica es aquella que se obtiene gracias al calor acumulado en las rocas o al agua depositada en el interior de la Tierra a una temperatura elevada. Y sus ventajas son muchísimas.

Tipos:

1) El tipo que se construya depende de las temperaturas y de las presiones de la reserva. Una reserva de vapor “seco” produce vapor pero muy poca agua. El vapor es entubado directamente en una central de vapor “seco” que proporciona la fuerza para girar el generador de turbina. El campo de vapor seco más grande del mundo es The Geysers, unas 90 millas al norte de San Francisco.

2) Una reserva geotérmica que produce mayoritariamente agua caliente es llamada “reserva de agua caliente” y es utilizada en una central “flash”. El agua que esté entre 130 y 330ºC es traída a la superficie a través del pozo de producción donde, a través de la presión de la reserva profunda, algo del agua se convierte inmediatamente en vapor en un “separador”. El vapor luego mueve las turbinas.

3) Una reserva con temperaturas entre 110 y 160ºC no tiene suficiente calor para producir rápidamente suficiente vapor pero puede ser utilizada para producir electricidad en una central “binaria”. En un sistema binario el agua geotérmica pasa a través de un intercambiador de calor, donde el calor es transferido a un segundo líquido que hierve a temperaturas más bajas que el agua. Cuando es calentado, el líquido binario se convierte en vapor, que como el vapor de agua, se expande a través y mueve las hélices de la turbina. El vapor es luego recondensado y convertido en líquido y utilizado repetidamente. En este ciclo cerrado, no hay emisiones al aire.

 

Costa Rica

Costa Rica es un país rico en energías renovables, de hecho a día de hoy obtiene un 99 % de la energía de fuentes renovables. Dispone de una amplia gamas de fuentes de energía como la geotérmica, quema de caña de azucar y otros residuos de la biomasa, energía solar y energía eólica. Bueno, también tiene otras energías.

 

Países a la cabeza________________________________

Islandia es uno de los países con mayor potencial para aprovechar la energía geotérmica de alta temperatura. Chile, Perú, México, Estados Unidos, Canadá, Rusia, China, Japón, las Filipinas, Indonesia y otros países a lo largo del anillo del fuego (un área de alta actividad volcánica que cerca la cuenca del océano Pacífico) son ricos en energía geotérmica. Otro punto caliente geotérmico es el gran valle del Rift de África, que incluye países como Kenia y Etiopía. En todo el mundo, 39 países con una población de 750 millones de personas obtienen recursos geotérmicos suficientes para cubrir todas sus necesidades de electricidad.

Los países que actualmente están produciendo más electricidad de las reservas geotérmicas son Estados Unidos, Nueva Zelanda, Italia, México, las Filipinas, Indonesia y Japón, pero la energía geotérmica está siendo también utilizada en otros muchos países.

Nueva Zelandia es quizá el país más experto del mundo en materia de centrales geotérmicas, debido a su topografía volcánica que hace idóneo el uso de este tipo de energía. Puso en funcionamiento la segunda central geotérmica del mundo (la primera se instaló en Italia).

El Instituto Geotérmico de Nueva Zelandia, dependiente de la Universidad de Auckland, es pionero en la investigación geotérmica y en el desarrollo de tecnología para aprovechar esa energía. Fue creado en 1978, a petición de las Naciones Unidas en el marco de su Programa de Desarrollo, ante la necesidad de un centro que pudiese formar a nuevos expertos en energía geotérmica procedentes de otros países. Otros centros similares se encuentran en Islandia, Italia y Japón.

Nueva Zelandia reposa sobre los bordes de dos placas tectónicas que se presionan la una a la otra, originando terremotos y vulcanismo. La principal región termal del país se extiende a través de la Isla del Norte, ocupando 247 Km de longitud por 59 de ancho. En ella se encuentran tres volcanes activos. Las centrales de Wairakei y Ohaaki están enclavadas en esta región.

 

Central Eléctrica De Wairakei, Nueva Zelandia

 

Central geotérmica de Wairakei (Nueva Zelanda).

Producción Mundial_______________________________

Los Estados Unidos lideran el mundo en la generación de electricidad del calor de la tierra. En agosto de 2008, la capacidad geotérmica en Estados Unidos sumó casi 2.960 megavatios en siete estados: Alaska, California, Hawaii, Idaho, Nevada, New México y Utah. California, con 2.555 megavatios de capacidad instalada -más que cualquier otro país en mundo- produce casi el 5 % de su electricidad con energía geotérmica. La mayor parte de esta capacidad está instalada en un área llamada los Geysers, una región geológicamente activa al norte de San Francisco.

La electricidad generada de los recursos geotérmicos cuesta ahora igual que la electricidad basada en combustibles fósiles en muchos mercados de los Estados Unidos occidentales. Con la economía favorable, la industria geotérmica está experimentando una oleada de actividad. En agosto de 2008, cerca de 97 nuevos proyectos confirmados de energía geotérmica con hasta 4.000 megavatios de capacidad estaban en desarrollo en 13 estados, con unos 550 megavatios ya en la fase de la construcción. Se espera crear 7.000 trabajos a tiempo completos permanentes. La nueva capacidad incluirá numerosos grandes proyectos, tales como los 350 megavatios y los 245 megavatios de los proyectos de Vulcan Power cerca de Salt Wellsy de Aurora, en Nevada; los 155 megavatios proyectados por CalEnergy cerca de Salton Sea en el sur de California; y los 120 megavatios proyectados por  Davenport Power cerca del volcán de Newberry, en Oregón.

El Ministerio de Energía de EE.UU. estima que con las tecnologías a baja temperatura emergentes se podrían desarrollar por lo menos 260.000 megavatios de recursos geotérmicos estadounidenses. Un estudio llevado a cabo por el Instituto de Tecnología de Massachusetts indica que con una inversión de cerca de mil millones de US$ en investigación y desarrollo geotérmico durante 15 años (cerca del coste de una sola nueva central eléctrica de carbón) se podría alcanzar el despliegue comercial de 100.000 megavatios antes de 2050.

  

                                                                                  Planta de energía Geotérmica en Filipinas

Diez de los 15 países líderes que producen electricidad geotérmica están en el mundo en desarrollo. Filipinas, que genera el 23 por ciento de su electricidad de la energía geotérmica, es el segundo productor del mundo por detrás de Estados Unidos. Las Filipinas apuntan a aumentar su capacidad geotérmica instalada antes de 2013 en más del 60 %, a 3.130 megavatios. Indonesia, el tercero del mundo, tiene incluso mayores planes, añadiendo 6.870 megavatios de nueva capacidad geotérmica en desarrollo durante los 10 siguientes años, igual a casi el 30 % de su capacidad de generación de electricidad actual de todas las fuentes. Pertamina, la compañía indonesia del petróleo del estado, proyecta la construcción de la mayor parte de esta nueva capacidad, agregando su nombre a la lista de compañías de energía que están comenzando a diversificar en el mercado de la energía renovable.

El potencial de desarrollo geotérmico del gran Valle del Rift en África es enorme. Kenia es el primero en el esfuerzo para alcanzar este potencial. En junio de 2008, el presidente Mwai Kibaki anunció un plan para instalar 1.700 megavatios de nueva capacidad geotérmica durante los próximos 10 años, 13 veces más que la capacidad actual y una vez y medio mayor que la capacidad de producción total de electricidad del país de todas las fuentes. Djibouti, ayudado por Reykjavik Energy Invest, que se comprometió a proporcionar 150 millones de US$ para proyectos de energía geotérmica en África, tiene el objetivo de extraer el calor de la tierra para producir casi toda su electricidad durante los próximos años. Otro desarrollo es la African Rift Geothermal Development Facility (ARGeo), una organización internacional financiada en parte por el Banco Mundial que intenta aumentar el uso de la energía geotérmica en el gran Valle del Rift, protegiendo a los inversionistas contra pérdidas durante los primeros tiempos de desarrollo.

Papua Nueva Guinea

 

Más de mil nuevas especies han sido descubiertas en la isla de Nueva Guinea entre 1998 y 2008, pero la tala y la conversión del bosque a la agricultura, entre otras actividades, están poniendo a muchas de estas criaturas únicas en riesgo. Estudios independientes han demostrado que 24% de los bosques del este de la isla fueron talados o degradados a través de la tala o la agricultura de subsistencia entre 1972 y 2002, según señala Final Frontier: Newly Discovered species of New Guinea (1998-2008), elaborado por el Fondo Mundial para la Naturaleza (WWF).

Nueva Guinea es la mayor isla tropical de la Tierra -dividida entre Papua Nueva Guinea en el Este e Indonesia en el Oeste- y contiene la tercera selva tropical más grande del mundo. El informe muestra que 218 nuevos tipos de plantas, 43 reptiles y 12 mamíferos han sido encontrados en la isla durante un período de diez años. A esta explosión de biodiversidad hay que añadir nada menos que 580 especies de invertebrados, 134 especies de anfibios, dos especies de aves y 71 especies de peces, entre ellas un raro tiburón de río.

¿Tendrá algo que ver con dicha explosión de la vida, la presencia de energías geotermales en la región?

La industria, que es responsable de más del 30 % del consumo mundial de energía, también está comenzando a acercarse a la energía geotérmica fiable y barata. En Papúa Nueva Guinea, una central eléctrica geotérmica de 56 megavatios propiedad de Lihir Gold Limited, una compañía global líder de oro, da respuesta al 75 % de la demanda de energía corporativa a un coste notablemente más barato que la producción de energía con combustible fósil. En Islandia, cinco centrales eléctricas geotérmicas planeadas cerca de Reykjavik, que se calcula que tendrán una capacidad total de 225 megavatios cuando están terminadas en 2012, proporcionarán electricidad a las nuevas refinerías de aluminio.

A pesar del potencial de desarrollo medido en centenares de millares de megavatios, la explotación de esta fuente renovable de energía todavía está en su infancia. Pero a medida que más y más líderes nacionales comienzan a ver la energía renovable como una alternativa rentable y con poco carbono a los combustibles fósiles tan volátiles en su precio e intensivos en carbono, se espera que la producción de energía geotérmica se mueva rápidamente desde un afluente marginal a la corriente principal.

La geotermia es una de las grandes desconocidas cuando hablamos de energías verdes. Se trata de la energía que se encuentra en el subsuelo, siempre asociada a actividad volcánica, aguas termales, géiseres o fumarolas, y con multitud de beneficios. Los yacimientos pueden llegar a alcanzar temperaturas superiores a los 100-150ºC (llamados de alta entalpía), o por debajo de los 100ºC (de baja entalpía). ¿Aún no conoces las ventajas de la energía geotérmica?

Las ventajas de la energía geotérmica

Energía geotérmica

Una energía respetuosa con el Medio ambiente

Una de las principales ventajas de esta energía es su mínimo impacto medioambiental. La utilización de esta fuente energética no sólo no produce prácticamente residuos sino que, además, reduce drásticamente el consumo de combustibles fósiles y, por tanto, de emisiones de CO2. Por otro lado, el coste de producción de electricidad es menor que el de las plantas de carbón e, incluso, que el de las centrales nucleares.

Impacto Ambiental________________________________

El impacto visual suele ser considerable si las plantas geotérmicas se ubican en campos geotérmicos que suelen coincidir con espacios de gran valor natural y paisajístico (géiseres, termas, etc.)

También, aunque en mucho menor grado, existe la posibilidad de disminuir los niveles de agua subterránea, con las consiguientes pérdidas de presión, hundimientos del terreno, compactación de formaciones rocosas, etc. Para evitarlo es preciso controlar y mantener la presión de las reservas de agua.

Las plantas de aprovechamiento de la energía geotérmica pueden estar sometidas a potenciales sucesos catastróficos.

En zonas con alta actividad tectónica, la reinyección de fluidos en el terreno, durante la explotación de las reservas, puede aumentar la frecuencia de pequeños terremotos en la zona.

Estos efectos pueden ser minimizados reduciendo las presiones de reinyección al mínimo y asegurando que los posibles edificios afectados por los movimientos sísmicos estén preparados para soportar la intensidad de estos terremotos. La actividad sísmica de mayor intensidad podría causar filtraciones de fluidos a algunas partes indeseadas del sistema.

Las erupciones hidrotermales suelen ser atípicas y ocurren cuando la presión de vapor en los acuíferos se intensifica y eyecta hacia arriba la tierra que lo cubre, creando un cráter.

Mantener la presión en las reservas puede ayudar a reducir la frecuencia de la ocurrencia de erupciones, también se deben evitar las excavaciones en terrenos con actividad termal.

Muchos de los proyectos de aprovechamiento de la energía geotérmica se encuentran en terrenos accidentados y, es por eso, que son más susceptibles que un terreno llano a deslizamientos del suelo. Esto puede ocasionar graves accidentes si las rocas que caen dañan los pozos o las tuberías, lo que podría resultar en el escape de vapores y líquidos a alta temperatura.

La probabilidad de que esto ocurra puede ser minimizada conteniendo todas las pendientes susceptibles de sufrir deslizamientos de tierra, aunque esto podría aumentar el impacto visual del proyecto.

                                                                                                                                     La perfecta ecología

Ventajas e inconvenientes__________________________

Ventajas

  1. Es una fuente que evitaría la dependencia energética del exterior.
  2. Es ecológica.
  3. Los residuos que produce son mínimos y ocasionan menor impacto ambiental que los originados por el petróleo y el carbón.
  4. Sistema de gran ahorro, tanto económico como energético.
  5. Ausencia de ruidos exteriores.
  6. Los recursos geotérmicos son mayores que los recursos de carbónpetróleogas natural y uranio combinados.
  7. No está sujeta a precios internacionales, sino que siempre puede mantenerse a precios nacionales o locales.
  8. El área de terreno requerido por las plantas geotérmicas por megavatio es menor que otro tipo de plantas. No requiere construcción de represas, tala de bosques, ni construcción de conducciones (gasoductos u oleoductos) ni de depósitos de almacenamiento de combustibles.
  9. La emisión de CO2, con aumento de efecto invernadero, es inferior al que se emitiría para obtener la misma energía por combustión.

 

Los vertidos de estas chimeneas de una fábrica alteran y contaminan la atmósfera.

Contaminación por vertido de petróleo

 

No es la mejor imagen

Inconvenientes

  1. En ciertos casos emisión de ácido sulfhídrico que se detecta por su olor a huevo podrido, pero que en grandes cantidades no se percibe y es letal.
  2. Contaminación de aguas próximas con sustancias como arsénicoamoníaco, etc.
  3. Contaminación térmica.
  4. Deterioro del paisaje.
  5. No se puede transportar (como energía primaria).
  6. No está disponible más que en determinados lugares.

Aquí finalizamos el presente trabajo referido a la energía geotérmica en el que, de manera básica se han explicado las principales características de este tipo de energía que, en definitiva, tiene su fuente el calor de la Tierra.

Aunque la Tierra se formara inicialmente a partir de materia fría que se contrajo por acción de la Gravedad, durante la formación posterior del núcleo líquido y en los períodos de intensa actividad volcánica, se ha liberado una enorme cantidad de calor. Los frecuentes impactos de objetos pesados también han contribuido al calentamiento de la superficie. Hay mucha incertidumbre sobre la historia térmica de la Tierra de los últimos 3.000 millones de años, durante los cuales el planeta se ha ido enfriando y una gran parte de este flujo de calor ha alimentado los movimientos geotectónicos globales, creando nueva corteza en las dorsales oceánicas, un proceso que ha ido acompañado de terremotos recurrentes y erupciones volcánicas de lava, cenizas y agua caliente.

Solamente hay dos posibles fuentes de calor terrestre, pero la importancia relativa de las respectivas contribuciones no está aún clara. El calor basal, liberado por un lento enfriamiento del núcleo terrestre, debe representar una gran parte del flujo total, si bien cálculos basados en la desintegración radiactiva de ²³⁵U, ²³⁸U, ²³²Th y ⁴ºK sugiere que éste representa al menos la mitad y quizás hasta nueve décimos del flujo total del calor del planeta. Esta disparidad obedece a la incertidumbre en la concentración de ⁴ºK en la corteza terrestre. Pero sea cual sea la proporción, el flujo total, basado en miles de medidas realizadas desde los años cincuenta, está próximo a los 40 TW.

La desintegración radiactiva sería la piedra filosofal definitiva, la piedra que los alquimistas pensaban que podía convertir el plomo en oro o, de manera más general, un elemento químico en otro diferente.

 

desintegracion-radiactiva-esquema-nuclear

 

La energía implicada en la radiactividad proviene de la conversión de masa. Si medimos las masas de los productos finales de una desintegración radiactiva, encontraremos que poseen menos masa que el núcleo  original.

El sobrante entre las masas de antes y después se convierte en energía según la ecuación E=mc2, y es esta energía la que podemos ver como la energía asociada con la radiación.

Aunque inicialmente se pensó que los flujos caloríficos continentales y oceánicos eran aproximadamente iguales, en realidad difieren de forma sustancial. Las regiones del fondo oceánico más recientes contribuyen con más de 250 mW/m², cantidad que supera hasta tres veces las zonas continentales más recientes. El flujo medio para el fondo marino es aproximadamente igual a 95 mW/m², lo que representa el 70 por ciento más que el correspondiente a la corteza continental. El flujo medio global es de 80 mW/m², unos tres órdenes de magnitud inferior al valor medio del flujo de calor de la radiación solar global.

La distribución espacial de los flujos de calor refleja la edad de las rocas de la corteza y la intensidad de las fuerzas geotectónicas. Las tasas de máxima producción se encuentran en el Pacífico Oriental, coincidiendo con las zonas de mayor crecimiento de corteza oceánica. Los máximos puntuales en el interior de esas zonas calientes provienen de emisiones hidrotermales localizadas a lo largo de las dorsales oceánicas. Estos emisores que se conocen como humeros negros debido a los sulfuros ennegrecidos que inyectan en las corrientes,, expelen agua que pueden alcanzar temperaturas de 360ºC y una potencia de 25-30 MW. Dado que el orificio de salida es bastante pequeño, estos flujos alcanzan densidades de potencia de 106-107 W/m², solo comparables a las mayores erupciones volcánicas.

Algunos de estos emisores hidrotermales más fríos emiten agua a temperaturas inferiores a 30ºC y constituyen el ambiente adecuado para el desarrollo de ecosistemas únicos basados en la producción primaria de bacterias quimioautótrofas. Estos organismos similares a los que se encuentran en ambientes terrestres ricos en azufre, toleran ambientes con alta acidez y obtienen su energía de la oxidación H2S abundante en el agua emergente. Pero esa, es ya otra historia que se aparta del sentido central de este trabajo que doy aquí por finalizado entendiendo que, el objetivo principal ha sido cumplido sobradamente.

Emilio José Silvera Toscano