geotermia.doc

Energía Geotérmica-J.L. SIERRA, G. PEDRO

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TABLA DE CONTENIDOS

1.

Consideraciones Consideraciones generales. generales. ............................................. .................................................................... .............................................. ................................. .......... 5 1.1 Origen de los sistemas geotermales..................................................................................... 5 1.2 Flujo de calor y gradiente geotérmico. ................................................................................ 8 1.3 Campos geotérmicos. .......................................................................................................... 9 1.4 Sistemas geotermales. geotermales. ........................................... .................................................................. .............................................. ..................................... .............. 11

2. !ploraci"n de los recursos recursos geotérmicos. geotérmicos. ....................................... .............................................................. ...................................... ............... 13 2.1 Fases de un proyecto geotérmico................. geotérmico........................................ .............................................. .............................................. ......................... 13 2.1.1 studio de reconocimiento. reconocimiento. .......................................... ................................................................. ............................................. ...................... 14 2.1.2 studio de #re$acti%ilidad. ........................................... .................................................................. ............................................. ...................... 14 2.1.3 studio de $acti%ilidad................................. $acti%ilidad........................................................ .............................................. ....................................... ................ 14 2.2 &etodolog'a de e!ploraci"n......................... e!ploraci"n................................................ .............................................. .............................................. ....................... 15 2.2.1 (eolog'a. ............................................ ................................................................... .............................................. .............................................. ........................... 15 2.2.2 (eo)u'mica. ........................................... .................................................................. .............................................. ............................................ ..................... 15 2.2.3 (eo$'sica............................... (eo$'sica...................................................... .............................................. .............................................. ....................................... ................ 1* 2.2.4 #o+os e!ploratorios. .............................................. ..................................................................... .............................................. ............................. ...... 1, 2.3 -aluaci"n del del recurso. ......................... ................................................ .............................................. .............................................. .............................. ....... 19 3. sos de la energ'a geotérmica.......................... geotérmica................................................. .............................................. .............................................. ....................... 23 3.1 /ntecedentes /ntecedentes y situaci"n actual................................... actual........................................................... ............................................... .............................. ....... 23 3.2 (eneraci"n de energ'a. energ'a. .................................................. ......................................................................... .............................................. ............................. ...... 25 3.3 sos no eléctricos............. eléctricos.................................... .............................................. .............................................. .............................................. ............................ ..... 32 4.

Consideraciones Consideraciones econ"micas 0 .............................................. ..................................................................... .............................................. ......................... 35 4.1 Costos de la energ'a energ'a geotérmica.......................... geotérmica................................................. ............................................... ....................................... ............... 35 4.1.1 Costos de e!ploraci"n. .............................................. ..................................................................... .............................................. ........................... 35 4.1.2 Costos de per$oraci"n............................. per$oraci"n.................................................... .............................................. ............................................ ..................... 35 4.1.3 Costos de transmisi"n del -apor...................... -apor............................................. .............................................. ................................... ............ 35 4.1.4 Costo de una central. ............................................................ .................................................................................... ..................................... ............. 35 4.1.5 Costo del ......................................... ................................................................ .............................................. ........................................... .................... 3* 4.2 -aluaci"n econ"mica econ"mica de una central de 56 &. &. ........................... .................................................. ................................. .......... 3* 4.2.1 Costo inicial...................................... inicial............................................................. .............................................. .............................................. ........................... .... 3, 4.2.2 7n-ersi"n total.......................................... total................................................................. .............................................. ........................................... .................... 3, Energía Geotérmica-J.L. SIERRA, G. PEDRO

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4.2.3 Costo de generaci"n. ............................................................ ................................................................................... ..................................... .............. 3, 4.2.4 Costo total de la generaci"n. ................................................. ........................................................................ .................................... ............. 38 5.

nerg'a geotérmica Contaminaci"n Contaminaci"n y Corrosi"n. ............................................................. ................................................................ ... 43 5.1 Contaminaci"n. Contaminaci"n. .............................................. ..................................................................... .............................................. ............................................ ..................... 43 5.2 Corrosi"n.................................. Corrosi"n......................................................... .............................................. .............................................. ........................................... .................... 45

*.

a geotermia en la :ep;%lica /rgentina. /rgentina. ............................................. .................................................................... ................................. .......... 49 *.1 :ese

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Introducción

l término geotérmico se re$iere al calor contenido en el interior de la tierra asociado con el sustrato m"-il de%ajo de la delgada corte+a s"lida. as grandes placas )ue constituyen la corte+a terrestre= >$lotan> so%re este sustrato caliente $ormando una capa rocosa )ue lo cu%re como un manto aislante. l calor tel;rico es conducido acia arri%a= a tra-és del manto= con un $lujo promedio de *3 mili-atios por metro cuadrado 0m?m 2= el cual es demasiado di$uso para aplicaciones pr@cticas. Sin em%argo la corte+a no es omogénea y transmite m@s calor en lugares especialmente delgados o compuestos de materiales de alta conducti-idad. os gases y magmas )ue su%en a tra-és de la corte+a a los largo de $racturas= principalmente en los %ordes de las placas corticales= lle-an grandes cantidades de calor acia la super$icie. l agua su%terr@nea= al ser calentada= $orma sistemas con-ecti-os )ue transportan acia arri%a el calor de las pro$undidadesA si adem@s se da la condici"n de tener estratos de roca porosa o $racturada= limitadas li mitadas por rocas impermea%les= impermea%les= se o%tiene un >:eser-orio (eotérmicoB= el )ue puede o no mani$estarse en super$icie. l conoc conocimi imient entoo sistem sistem@ti @tico co de los proce procesos sos terres terrestre tres= s= permit permitee prono pronosti sticar car la u%icaci"n de +onas $a-ora%les para la e!ploraci"n geotérmica. s as' )ue en usualmente se centra la atenci"n en los terrenos con un alto $lujo de calor= cerca de -olcanes j"-enes= de $uentes termales y pr"!imos a $allas geol"gicas. n general= estas condiciones se producen cerca de las +onas de contacto entre las placas corticales. os recursos geotérmicos pueden ser -apor= agua caliente= rocas secas calientes= rocas geopresionadas= es decir rocas porosas )ue contienen una me+cla de agua y gases a ele-ada presi"n y temperatura temperatura y rocas $undidas 0magma. #or ra+ones econ"micas los $luidos con temperaturas in$eriores a 156 C se destinan a usos térmicos directos y cuando la temperatura es superior a la producci"n de energ'a eléctrica.


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1. Consideraciones generales. 1.1 Origen de los sistemas geotermales.

a tierra est@ $ormada por tres capas concéntricas la m@s e!terna= denominada corte+a terrestre= tiene un espesor de unos 35 m. %ajo los continentes y menos de 16 m. en los océanos. De%ajo de ella= y asta apro!imadamente los 2966 m. de pro$undidad= se encuentra el manto de composici"n ultra%@sica y por ;ltimo el n;cleo= el cual se supone de naturale+a met@lica. Fig.1.1.

s induda%le )ue la tierra no se comporta como un cuerpo r'gido= sino )ue se alla sometida a grandes cam%ios y trans$ormaciones= los continentes est@n en mo-imiento constante= a la -e+ )ue el $ondo de los océanos est@ en continua e!pansi"n. n la corte+a oce@nica e!isten dos tipos de estructuras las dorsales oce@nicas y las $osas a%isales= Fig.1.2.


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as dorsales oce@nicas son e!tensas cordilleras su%marinas= construidas con materiales -olc@nicos= )ue tienen en su parte central una $osa o ri$t en constante e!pansi"n a tra-és de la cual se produce el ascenso de materiales $undidos procedentes del manto= los )ue originan la corte+a oce@nica. as dorsales oce@nicas $orman un sistema continuo )ue se e!tiende por m@s de 56.666 m. de longitud y son +onas de numerosos terremotos y erupciones -olc@nicas. as $osas a%isales son grandes depresiones de los $ondos oce@nicos de poco anco y gran longitud. a pro$undidad de estas $osas supera los *666 metros. /sociadas a ella aparecen los arcos insulares= con importante acti-idad -olc@nica y las cadenas monta

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os l'mites de estas placas son las dorsales oce@nicas= las $osas a%isales y las $allas de trans$ormaci"n. n las primeras se produce el mo-imiento di-ergente de las placas= como consecuencia del ascenso de material $undido procedente del manto= en tanto )ue las $osas a%isales son las +onas donde dos placas cocan undiéndose una de%ajo de la otra y rea%sor%iéndose en el manto. stas +onas se conocen como Gonas de Su%ducci"n. n las $allas de trans$ormaci"n las placas se desli+an unas a lo largo de las otras. So%re la super$icie terrestre se e!isten seis grandes placas #ac'$ica= Horteamericana= urasi@tica= /$ricana= Sudamericana e 7ndoaustraliana= Fig.1.3.

Energía Geotérmica - J . L . SI ER R A . G . P ED R O

n los %ordes o l'mites de estas placas se producen los principales procesos geol"gicos se $orman los grandes sistemas monta

,

1.2 Fluo de calor ! gradiente geot"rmico.

a temperatura de la corte+a terrestre aumenta con la pro$undidad y se denomina (radiente (eotérmico al n;mero de grados cent'grados en )ue se incrementa la temperatura cada 166 metros de pro$undidad. Su -alor promedio es de 3 C cada 166 m. De una regi"n a otra el gradiente -ar'a con del espesor de la corte+a= presencia o no de una intrusi"n magm@tica= sistema de $allas pro$undas= la e!istencia de acu'$eros )ue pueden transportar el calor en sentido -ertical= etc. Otros $actores )ue a$ectan el -alor del gradiente geotérmico son la conducti-idad térmica de las rocas= el tipo de reacciones )u'micas )ue tienen lugar en las mismas= la posici"n de una regi"n respecto a los mares= la $orma en )ue se disponen las rocas y la concentraci"n de elementos radioacti-os en las mismas. l producto del gradiente 0( por la conducti-idad térmica de la roca 0I es el Flujo de Calor 0J. ste se mide en $orma perpendicular a la super$icie de la tierra y tiene un -alor medio de 1=5 milicalorias por cent'metro cuadrado cada segundo 0mcal?cm 2.seg " *3 mili-atios

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por metro cuadrado 0m?m . J K E I.d?dG K I.( sta ecuaci"n es -@lida para un medio impermea%le= donde la trans$erencia de calor a la super$icie se e$ect;a por conducci"n= donde  J K Flujo de calor 0mcal?cm 2 seg " m?m2 I K Conducti-idad térmica de las rocas 0mcal?cm seg C " ?m C ( K (radiente geotérmico 0C?cm " C?m n estratos permea%les= sin em%argo= el calor se transmite casi e!clusi-amente por con-ecci"n= esto es= a tra-és del mo-imiento del $luido presente en el estrato. So%re el @rea continental el $lujo de calor se origina en gran parte en la desintegraci"n de elementos radioacti-os de larga -ida media= E238= E235= E232 y IE46 contenidos en la corte+a terrestre. Otra $racci"n pro-iene del mantoA ésta ser'a la $uente principal de calor so%re el @rea oce@nica. Otros aportes al $lujo total gra-itacional= la energ'a producida por pro-eniente del n;cleo.

son  la con-ersi"n en energ'a térmica de la energ'a $ricci"n producto de la marea terrestre y el calor


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1.# Cam$os geot"rmicos.

os campos geotérmicos son a)uellas +onas limitadas de la corte+a terrestre en las cuales e!iste un $lujo anormal de calor )ue produce el calentamiento de las aguas contenidas en los estratos de rocas permea%les. st@n cu%iertos por una capa rocosa impermea%le )ue impide el escape de $luido caliente Fig.1.4.

De%e se
n general la $uente de calor en los sistemas geotermales es una masa de magma a alta temperatura 0*66E966 C a pro$undidades del orden de los ,E15 m. de la super$icie terrestre. a masa de magm@tica originada en el manto asciende por las $racturas de la corte+a= pudiendo $ormar la c@mara de un -olc@n central o sistemas -olc@nicos= o %ien puede )uedar atrapado en la corte+a= como una intrusi"n magm@tica= sin producir -olcanismo= aun)ue a$ectanE do las estructuras super$iciales con $ormaci"n de Sistemas de Lorst y (ra%enA este -olcanismo es caracter'stico de las +onas de compresi"n de la corte+a terrestre 0 +onas de su%ducci"n.


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n estos casos la c@mara magm@tica es la $uente principal de calor del campo geotérmico. Otras -eces el ascenso de magma se produce en $orma r@pida y directa= sin $ormaci"n de c@mara " intrusi"n magm@tica= originando %asaltos= andesitas y rocas a$ines= con gran dispersi"n del calor = ra+"n por la )ue no dan lugar a la $ormaci"n de sistemas geotérmicos sucepti%les de ser utili+ados. ste tipo de -ulcanismo es propio del sistema de dorsales oce@nicas. Reservorio.

l reser-orio geotérmico est@ $ormado por roca de alta permea%ilidad= con un -olumen su$iciente para contener una cantidad de $luido )ue asegure su e!plotaci"n comercial. n algunos casos la permea%ilidad se de%e a la $ractura de rocas impermea%les= a esto se lo llama permea%ilidad secundaria. l agua contenida en el reser-orio generalmente es de origen mete"rico. #arte de ella puede ser magm@tica o ju-enil= esto es= -apor de agua producido como resultado de la e-oluci"n del magma. n las @reas de recarga= es decir= en las +onas donde se produce el a$loramiento de la capa permea%le= tiene lugar el ingreso de aguas mete"ricas= manteniéndose= al menos parcialmente= el %alance idrol"gico= a pesar de la remoci"n natural de $luido 0manantiales termales. Capa Rocosa (Cap rock).

a capa rocosa situada encima del reser-orio geotérmico posee una %aja perE mea%ilidad. n general= esta impermea%ilidad es el resultado de la acti-idad idrotermal= por la deposici"n de minerales de la soluci"n= $undamentalmente s'lice= o %ien los productos de alteraci"n idrotermal )ue o%turan poros y $racturas. Manifestaciones Superficiales.

n algunos campos geotérmicos el $luido alcan+a la super$icie a tra-és de $allas en la capa rocosa originando mani$estaciones en super$icie= éstos son $uentes termales= géiseres= etc. a composici"n )u'mica de las mismas depende de la temperatura y el estado $'sico del $luido en pro$undidad 0agua " -apor. a $uentes termales son emanaciones de agua= -apor de agua y me+cla de gases  idr"geno 0L2= metano 0CL4= sul$uro de idr"geno 0 SL 2= an'drido car%"nico 0CO 2= etc. a ele-ada temperatura.


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os géiseres se $orman en grietas o $isuras pro$undas= las )ue se llenan de agua $re@tiEca= de%ido a las altas temperaturas e!istentes en pro$undidad entran en e%ullici"n y son proyectadas -iolentamente acia el e!terior= este es un proceso intermitente= una -e+ e!pulsada el agua de la columna= ésta se llena nue-amente y se reinicia el ciclo. as $umarolas son emanaciones gaseosas )ue se producen en +onas cercanas a -olcanes acti-os= a di$erencia de las anteriores= su origen es -olc@nico= es me+cla de -apor de agua y gases tales como  @cido clor'drico 0ClL= an'drido car%"nico 0CO 2 y compuestos sul$urados. Cuando predominan los compuestos sul$urados se denominan sol$ataras y producen importantes dep"sitos de a+u$re 0SA en las cuales el mayor componente es el an'drido car%"nico 0CO2 se llaman mo$etas. as presencia de -apor y gases de reser-orio en super$icie son un indicio de la posi%le e!istencia de un campo geotérmico= no o%stante= e!isten campos geotérmicos en los )ue no ay mani$estaciones termales en super$icie. 1.% Sistemas geotermales.

Seg;n el mecanismo de trans$erencia de calor los sistemas geotermales se clasi$ican en 1. Sistemas geotermales con-ecti-os la con-ecci"n es el mecanismo m@s importante de trans$erencia de calor= de%ido a la circulaci"n de $luido. Se pueden distinguir 1.a. Sistemas idrotermales= generalmente relacionados a intrusiones magm@ticas. 1.%. Sistemas de circulaci"n= en los )ue las aguas alcan+an alta temperatura de%ido a la circulaci"n pro$unda en @reas con $lujo de calor normal o mayor. 2. Sistemas geotermales conducti-os el mecanismo principal de trans$erencia de calor es la conducci"n. #ueden ser 2.a. /cu'$eros pro$undos en lecos sedimentarios donde= si %ien la $ormaci"n es permea%le= la trans$erencia de calor con-ecti-o es %aja de%ido a %ajas temperaturas y espesor pe)ue

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#ara su e!plotaci"n comercial la pro$undidad del reser-orio no de%e superar los 2.666 metros= utili+@ndose el $luido con $ines agr'colas e industriales= as' como para cale$acci"n y suministro de agua caliente. Lay campos de este tipo en /rgentina= ruguay= Lungr'a= Francia= 7slandia= ni"n So-iética= 7talia= etc. % Cam$os &ue $roducen 'a$or ()medo n estos campos= conocidos como de >l')uidoEdominante>= el reser-orio contiene agua a una temperatura mayor de 166 C y una pe)ue -aporEdominante>= producen -apor seco= generalmente so%recalentado= con gases= con una relati-amente alta cantidad de gases incondensa%les= como  idr"geno 0L 2= metano 0CL4= sul$uro de idr"geno 0 SL 2= an'drido car%"nico 0CO 2= nitr"geno 0 H2= etc. l grado de so%recalentamiento pueden alcan+ar asta 56C y se utili+a el -apor para la producci"n de energ'a eléctrica. os campos )ue producen -apor so%recalentado son arderello y &onte /miata 07taE lia= &atsuaNa 0Map"n= e (eysers 0.. y Copaue 0/rgentina. n la Fig.1.5 se representa la $recuencia en )ue se encuentran reser-orios en relaci"n con su temperatura= para un rango entre 96 a 336 C= en el mismo se puede apreciar claramente= )ue la pro%a%ilidad de encontrar un reser-orio geotérmico de alta temperatura es una $unci"n in-ersa de la misma. /s' por ejemplo= un 36  tienen temperaturas comprendidas entre 96 y 116 C= siendo estos= los de menor temperatura= los )ue se encuentran con mayor $recuencia.


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2. E+$loración de los recursos geot"rmicos. 2.1 Fases de un $ro!ecto geot"rmico.

Di-ersos métodos de e!ploraci"n= geol"gicos= geo)u'micos y geo$'sicos se utili+an para la u%icaci"n y caracteri+aci"n de un campo geotérmico. n -irtud de la gran e!tensi"n de las @reas inicialmente sometidas a estudio y de los costos de la e!ploraci"n es necesario la plani$icaci"n de la misma en etapas= en las )ue -an de$iniendo progresi-amente las +onas de mayor interés. Se determina as' la con-eniencia o no de seguir la in-estigaci"n con métodos cada -e+ m@s precisos y m@s costosos. as $ases de un proyecto geotérmico completo propuesto por la O/D 0OrgaE ni+aci"n atinoamericana de nerg'a se muestran en el siguiente cuadro

1. studio de reconocimiento Prea 16666E166666 m2 2. studio de #re$acti%ilidad Prea 566E2666 m2 3. studio de Facti%ilidad Prea 16E166 m2


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4. Desarrollo

5. !plotaci"n

as tres primeras $ases son de e!ploraci"n= mientras las dos ;ltimas son etapas de e!plotaci"n. 2.1.1 Estudio de reconocimiento.

Se lle-a a ca%o en una regi"n cuya e!tensi"n puede -ariar entre 16666 y 166666 m2= con el o%jeti-o de e-aluar las posi%ilidades geotérmicas a ni-el regional= seleccionar @reas m@s pe)ue
a recopilaci"n y e-aluaci"n de toda la in$ormaci"n e!istente= esto es= geolog'a regional= mapas geol"gicos y topogr@$icos= $otogra$'as aéreas e im@genes de satélite= datos geo$'sicos= meteorol"gicos= idrol"gicos e in$ormaci"n so%re mani$estaciones termales.

·

l reconocimiento de campo= )ue incluye la toma de muestras= tanto de rocas como de aguas= para su posterior an@lisis.

2.1.2 Estudio de Prefactibilidad.

l estudio de pre$acti%ilidad a%arca un @rea entre 566 y 2666 m 2. n esta $ase se pretende lograr una e-aluaci"n preliminar del recurso y= e-entualmente= u%icar los sitios para la per$oraci"n de po+os e!ploratorios pro$undos. os estudios geol"gicos= idrogeol"gicos y geo)u'micos se orientan a la determinaci"n de la presencia y origen de la anomal'a térmica= las caracter'sticas del reser-orio y de la $ormaci"n rocosa superior.

2.1.

Estudio de factibilidad.

l o%jeti-o del estudio de $acti%ilidad es la delimitaci"n del campo geotérmico= la estimaci"n de las reser-as e!plota%les= el estudio de los $luidos geotérmicos y sus usos posi%les.


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n ésta etapa se reali+an los primeros po+os e!ploratorios= estudios del reser-orio= estudios econ"micos y dise
2.2 ,etodolog-a de e+$loración.

2.2.1 !eolo"#a.

l estudio geol"gico de un campo geotérmico est@ dirigido a la u%icacar y caracteri+ar de la anomal'a térmica 0$uente de calor= el reser-orio y la capa sello. n las etapas iniciales de la e!ploraci"n se acen estudios aero$otogeol"gicos= los )ue consisten en la interpretaci"n de im@genes aéreas y satelitarias= posi%ilitando el conocimiento en $orma r@pida de la geolog'a super$icial= sistemas de $allas y relaciones -ulcanoEtect"nicas. n los campos geotérmicos en los )ue la anomal'a térmica es producida por una intrusi"n magm@tica en la corte+a terrestre= la relaci"n entre las estructuras -olc@nicas y los lineamientos tect"nicos permite la detecci"n de trampas en las )ue pueden locali+arse cuerpos magm@ticos. Con el estudio petrol"gico de la-as y otros productos -olc@nicos caracteri+a la naE turale+a del magma= especialmente su grado de acide+ y di$erenciaci"n. / tra-és de estudios estratigr@$icos se esta%lecen las caracter'sticas del reser-orio y de la capa de co%ertura. #or su parte= las técnicas idrogeol"gicas= )ue integran los estudios geol"gicos y de aguas su%terr@neas= determinan el sistema estratigr@$ico y estructural= el sentido de circulaci"n de los $lu'dos en pro$undidad y el @rea de recarga. 2.2.2 !eo$u#mica.

a composici"n )u'mica e isot"pica de los $luidos termales proporcionan in$ormaci"n a cerca de la composici"n y distri%uci"n de los $luidos en pro$undidad= su temperatura= presi"n y estado $'sico 0-apor o agua= rocas su%super$iciales asociadas= origen y tiempo de residencia del $luido= direcci"n de circulaci"n= permea%ilidad y $lujo natural de calor. os métodos geo)u'micos son de gran utilidad durante las etapas de e!ploraci"n de%ido a su %ajo costo en relaci"n con los métodos geo$'sicos. a metodolog'a empleada in-olucra tres etapas Energía Geotérmica-J.L. SIERRA, G. PEDRO

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·

a tarea de campo= en la )ue se toman muestras de agua= gases y condensados= y se e$ect;an mediciones de temperatura= pL= conducti-idad y caudal= entre las m@s importantes.

·

/n@lisis de la%oratorio.

·

#rocesamiento e interpretaci"n de los datos.

l estudio de la composici"n )u'mica de las aguas posi%ilita la identi$icaci"n de las mismas con el prop"sito de di$erenciar acu'$eros= detectar las posi%les me+clas del $luido termal con aguas $r'as m@s super$iciales. a composici"n )u'mica de las aguas termales )ue alcan+an la super$icie est@ determinada por las reacciones de interacci"n aguaErocaEgas= cuyos e)uili%rios se alcan+an a altas temperaturas= por esta ra+"n las concentraciones de ciertos componentes re$lejan la temperatura a la cual se alcan+" el e)uili%rio= esto es= la temperatura en pro$undidad. l origen del $luido y la u%icaci"n del @rea de recarga se determinan a partir de la concentraciones de los is"topos o!'geno 18 0 186 y deuterio 0D. Con el contenido de tritio 0 se estima el tiempo de residencia= o sea el tiempo transcurrido desde la in$iltraci"n del agua. n los reser-orios de Q-aporEdominanteR= cuyas mani$estaciones super$iciales est@n constituidas por gas y -apor= la composici"n )u'mica e isot"pica de estas muestras pueden usarse para el c@lculo de las temperaturas en pro$undidad. Otras técnicas aplicadas a estos campos se %asan en el an@lisis de elementos -ol@tiles tales como mercurio 0Lg ligados al suelo y aire del suelo= pues su distri%uci"n est@ relacionada a la acti-idad geotérmica= indicando en algunos casos $allas o $isuras en el @rea. 2.2. !eof#sica.

os métodos geo$'sicos se emplean durante las etapas de e!ploraci"n con el o%jeti-o de conocer las condiciones geol"gicas del campo= las estructuras generales y particulares= como as' tam%ién la presencia de $luidos termales. sto se ace midiendo las -ariaciones de ciertas propiedades $'sicas de las rocas tales como densidad= resisti-idad eléctrica= conducti-idad térmica= etc. ntre los métodos m@s usuales en la prospecci"n geotérmica se
•


1*

l método gra-imétrico estudia las -ariaciones en los -alores de gra-edad )ue se producen como consecuencia de la di$erencia de densidades de las distintas $ormaciones geol"E gicas. &ediante la interpretaci"n de los datos se o%tiene in$ormaci"n a cerca de las estructuras pro$undas= locali+aci"n de $allas= +onas de $racturas o alteraci"n= etc. S#smica

•

a prospecci"n s'smica consiste en la medici"n de las ondas s'smicas re$lejadas o re$ractadas= generadas por pe)ue
•

a técnica geoeléctrica se %asa en el estudio de la resisti-idad eléctrica de las rocas= introduciendo en el terreno una corriente de intensidad conocida y midiendo la di$erencia de potencial producida. a resisti-idad disminuye al aumentar la temperatura= por la presencia de rocas alteradas= pero $undamentalmente por la presencia de aguas salinas. s éste= por lo tanto= un método adecuado para detectar +onas alteradas= como as' tam%ién la e!istencia de aguas calientes. •

Flu&o de Calor

l o%jeti-o de los c@lculos de $lujo de calor es reconocer las +onas de mayor anoE mal'a térmica. a prospecci"n se lle-a a ca%o mediante la per$oraci"n de po+os de poca pro$undidad 0166 metros apro!. en los )ue se e$ect;a la medici"n de temperaturas= para calcular el gradiente geotérmico. So%re los testigos o%tenidos se mide de la conducti-idad térmica de la roca. Con esta in$ormaci"n se calcula el $lujo de calor en cada punto= la e-aluaci"n posterior de los conduce a la detecci"n de las +onas de mayor interés geotérmico. 2.2.' Poos eploratorios.

a per$oraci"n de po+os e!ploratorios es una tarea )ue se ace en la ;ltima $ase de la e!ploraci"n geotérmica. l n;mero= u%icaci"n y pro$undidad de los mismos estar@ determinado por los resultados o%tenidos en las etapas pre-ias= esto es= después de conocer las condiciones geol"gicoE


1,

estructurales del campo= las +onas de mayor anomal'a térmica= la pro%a%le u%icaci"n del reser-orio y el patr"n tentati-o de circulaci"n del agua su%terr@nea. l o%jeti-o de estas per$oraciones es corro%orar= ampliar y e-entualmente modi$icar los conocimientos o%tenidos en la $ase de e!ploraci"n super$icial. Durante la per$oraci"n de po+os e!ploratorios se e$ect;an siguientes tareas Reconstrucci*n de la secuencia estati"r+fica.

l control de esta secuencia es muy importante para la programaci"n de las operaciones de per$oraci"n elecci"n de trépanos= $luido de per$oraci"n= programa de per$oraci"n= dise
&uestras de recortes para el control estratigr@$ico 0generalmente cada 5 metros.

·

Coronas para una m@s detallada in$ormaci"n de la litolog'a y te!tura de la roca= %as@ndose en la in$ormaci"n deducida a partir de los recortes.

·

Coronas para an@lisis de las caracter'sticas $'sicas de las rocas 0porosidad= permea%ilidad= densidad= conducti-idad térmica= conducti-idad eléctrica= etc..

Muestreo de fluido.

iene por $inalidad detectar todos los estratos productores atra-esados durante la per$oraci"n con el $in de reconstruir el es)uema idrol"gico. Medidas de temperatura.

#ermiten di$erenciar las +onas del po+o en las cuales la transmisi"n de calor se ace por conducci"n 0ori+ontes impermea%les y otras en las )ue predominan los $en"menos con-ecti-os 0ori+ontes permea%les. Con las mediciones de temperatura en el po+o en reposo= se calcula de la temperatura de la $ormaci"n 0temperatura con tiempo de reposo tendiendo a in$inito. Medidas de presi*n.

ienen como o%jeti-o conocer ·

Hi-el del $luido en el po+o.

·

#resiones de $ormaci"n de los $luidos.

·

#resi"n en el po+o en $unci"n de las condiciones de ca%e+a de po+o 0durante la inyecci"n o producci"n. Energía Geotérmica-J.L. SIERRA, G. PEDRO

18

,o"s el%ctricos ( -ES /,, ).

Se usan para conocer la -erdadera resisti-idad de la $ormaci"n y reconocer ori+ontes $racturados o -ariaciones litol"gicas en la secuencia estatigr@$ica. ,o"s s*nicos ( S, 0C ).

Se determina la -elocidad de propagaci"n de las ondas sonoras en las $ormaciones. Son ;tiles para reconocer las -ariaciones litol"gicas y ori+ontes $racturados en las secuencias estratigr@$icas. n algunos casos se puede llegar a estimar la porosidad de la roca. ,o"s Radioactivos.  ,o" 3eutr*nico ( C3, ).

ienen una $uente emisora de neutrones= estos al ser capturados por @tomos de iE dr"geno presentes en la $ormaci"n in-estigada= emiten un rayo gamma. n detector registra estas emisiones. stos logs son utili+ados para medir la porosidad de las rocas cuando éstas son $racturadas y contienen $luidos.  ,o" de /ensidad ( F/C ).

&iden la densidad de la $ormaci"n y usan una $uente de rayos gamma de mediana energ'a. stos rayos colisionan con los electrones= algunos se des-'an y otros arri%an al detector. as cantidad de rayos gamma medidos es proporcional a la densidad de la $ormaci"n.  ,o" de Ra4os !amma.

&ide la radioacti-idad natural del terreno. s particularmente ;til para determinar secuencias arcillaErocas 'gneas. 2.# E'aluación del recurso.

l reser-orio geotérmico se puede considerar= en una primera apro!imaci"n= como una >caja cerrada>= en la )ue entra una masa de agua 0m 6= llamada :ecarga= una cantidad de calor 0J6= aportada por la Fuente de Calor= y desde la )ue salen  una masa 0m 1 y una cantidad de calor 0J1 transportadas por las mani$estaciones super$iciales= as' como tam%ién una cantidad de calor 0J irradiada por la super$icie. a inc"gnita es )ué capacidad tiene el reser-orioT #ara responder esto se construye un >&odelo de :eser-orio>.


19

#ara ello de%e conocerse el -olumen del mismo= $lujos de calor= recarga= porosidad= permea%ilidad= temperatura pro$unda= estado $'sico del $luido 0-apor o agua caliente= sentido de circulaci"n= cantidad y calidad de los gases contenidos en el mismo= etc.

Otra de las preguntas es Use trata de un recurso reno-a%leT Se puede apro!imar el sistema es)uemati+ado m@s arri%a a un sistema en e)uili%rio para lapsos relati-amente cortos= esto es tiempos industriales= no geol"gicos. am%ién es $@cil demostrar )ue si a un sistema como el propuesto= si se e!trae una cantidad de $luido tal= )ue el calor perdido por el reser-orio sea el do%le )ue el $lujo natural de calor 0J 1VJ= no se introducir@n cam%ios importantes en el mismo. !plotado de esta manera el yacimiento= se puede decir entonces= )ue es éste un recurso reno-a%le. #ero si se per$ora una gran cantidad de po+os= el reser-orio se puede agotar en un tiempo corto= el recurso ser'a entonces= no reno-a%le. a tendencia es e!plotar el campo geotérmico entre estos dos e!tremos= tratando de no agotarlo prematuramente= pero con una intensidad tal )ue permita acer de esto una acti-idad renta%le. n el desarrollo del campo se procede paso a paso= se toma primero el @rea m@s promisoria= se e$ect;a la e!ploraci"n super$icial y luego la pro$unda. Con la in$ormaci"n de los po+os per$orados durante la e!ploraci"n pro$unda= se programan los po+os de producci"n para a%astecer al primer m"dulo 0usualmente menor o igual a 35 &= luego se -a e!tendiendo la e!ploraci"n pro$unda a las +onas aleda

26

·

as in-ersiones son escalonadas= es decir= no es necesario acer una gran in-ersi"n inicial para luego comen+ar a producir energ'a. 0#.j. na central idroeléctrica se de%e construir= luego llenar el em%alse y $inalmente comien+a a $uncionar.

·

a instalaci"n del primer m"dulo permite generar mientras se reali+an las prue%as de 7ngenier'a de :eser-orio= sin necesidad de -entear -apor.

·

Se prue%an materiales y se desarrolla tecnolog'a= dado )ue las reparaciones o correcciones son siempre menos costosas en plantas pe)ue
·

Se puede programar el mantenimiento en una $orma m@s c"moda= pues se -an sacando de ser-icio pe)ue
·

Finalmente si se adoptan m@)uinas similares= disminuye el lote de repuestos necesarios para el mantenimiento.

Como des-entajas se de%e se
l rendimiento de las m@)uinas pe)ue
·

as in-ersiones son mayores.

Estimaciones preliminares del Potencial de un Campo !eot%rmico.

Como se mencion" anteriormente una de las cuestiones $undamentales en la in-estigaci"n geotérmica es la determinaci"n de la capacidad del reser-orio. #ara ello e!isten di-ersos métodos= entre ellos M%todo del Flu&o de Calor Superficial.

Se %asa en la determinaci"n del calor )ue pierde el campo en super$icie 0J t por conducci"n 0Jc y el transportado por los e$luentes termales 0J m. a energ'a total 0J t K JcVJm se supone )ue se disipa durante toda la -ida ;til del campo= 164 E 165 a

21

M%todo del 5olumen.

Se di-ide el campo en partes omogéneas de similar temperatura= porosidad= etc.= se calcula la energ'a contenida en cada una de las partes= se estima un $actor de recupero 0: g y con él la energ'a )ue se puede e!traer. a precisi"n del método aumenta a medida )ue se -an conociendo con mayor e!actitud los par@metros geométricos y $'sicoE)u'micos del campo. Cuando el campo se alla en la $ase de e!ploraci"n se determina un potencial con una incertidum%re considera%le= la )ue -a disminuyendo con la e!ploraci"n pro$unda y luego la e!plotaci"n. n la pr@ctica= estos c@lculos comien+an con las primeras $ases de e!ploraci"n y $inali+an con la e!plotaci"n. M%todo de la C+mara Ma"m+tica.

Desarrollado por Hoguci 019,6= %asa su idea en la presencia de c@maras magm@ticas m@s o menos cercanas a la super$icie. Calcula cada cuantos a

22

#. sos de la energ-a geot"rmica. #.1 Antecedentes ! situación actual.

Sin duda el primer uso= desde tiempos preist"ricos= )ue se le dio a la geotermia $ue el %alneoter@pico. uego comen+" la e!plotaci"n de las sales asociadas a las mani$estaciones geotermales. s por todos conocido el uso= )ue de ellas ac'an los truscos para sus tra%ajos de cer@mica. l apro-ecamiento para generar electricidad= es por supuesto reciente. a primera m@)uina )ue gener" energ'a eléctrica= alimentada por -apor geotérmico $ue instalada en arderello 07talia en 1964= por el #r'ncipe #. Conti y ten'a una potencia de 16 . Fue 7talia el ;nico pa's )ue e!plot" este recurso por m@s de 56 a

23

Fig. #.1 /otencia Instalada desde 10

) w10 M 0 8 0 0 1 6 x ( a i c n e t o P

 ! 0

1"#0

1"60

1"$0

1"80

1""0

!000 año

n la a%la H 3.1= se detalla por pa's la potencia instalada asta el a
/otencia instalada (asta el a4o 1002

/AIS

1002 5,67

100 5,67

Estados nidos

29,9

3266

Fili$inas

894

21*4

,"+ico

,25

956

*3,=3

,66

Nue'a 8elandia

28*

342

9a$ón

2,6

2,6

Indonesia

143

386

165

186

Nicaragua

,6

166

Islandia

56

116

:enia

45

165

C(ina

31

56

Tur&u-a

26

46

;usia

11

,6

Francia

4

4

/ortugal

3

3

2

12

;umania

1=5

1=5

Argentina

6=,

6=,

Tailandia

6=3

3=3

8am*ia

6=2

6=2

*.2,8

8.*85=,

Italia

El Sal'ador

TOTALES

;e=erencias ,6 &ega-atios 7nstalados

Fuente nergia (eotermica de /m%iente= . War%ier= 1994.E


24

#.2
no de los usos m@s importantes de los $luidos geotérmicos es la producci"n de nerg'a léctrica. a elecci"n del ciclo para la con-ersi"n de la energ'a contenida en el agua y -apor en energ'a eléctrica depende de sus condiciones $'sicoE)u'micas= de las caracter'sticas del campo y de la potencia eléctrica genera%le. a e$iciencia de las plantas geotérmicas= esto es= la $racci"n del calor contenido en el $luido )ue es trans$ormado en electricidad= oscila entre 16 y 1, . a %aja e$iciencia se de%e al eco de )ue los $luidos geotérmicos tienen temperaturas relati-amente %ajas si se compara con el -apor producido en las calderas de las plantas de energ'a térmica con-encional. Ho o%stante= el costo del calor es competiti-o comparado con otros com%usti%les= pero de%e considerarse como una -entaja la m'nima contaminaci"n )ue asociada a su e!plotaci"n. l dimensionamiento y dise
s el m@s simple y econ"mico de todos los ciclos geotérmicos. l -apor seco del po+o= o pre-ia separaci"n de agua si es -apor ;medo= se en-'a a la tur%ina y luego se descarga a la atm"s$era. Energía Geotérmica-J.L. SIERRA, G. PEDRO

25

Su rendimiento es %ajo= el consumo -ar'a entre 26 y 36 g de -apor?= principalmente por el eco de )ue la tur%ina descarga directamente a la atm"s$era= pero se adapta %ien para plantas de pe)ue
n este ;ltimo caso= la me+cla l')uidoE-apor se introduce en un separador en el cual el -apor es separado del l')uido. Energía Geotérmica-J.L. SIERRA, G. PEDRO

2*

l l')uido residual puede reinyectarse o someterse a una separaci"n 0$las para producir una cantidad adicional de -apor )ue se en-'a a un punto secundario de admisi"n en la tur%ina o %ien a otra tur%ina con menor presi"n de tra%ajo. Ciclos con condensador.

n estos ciclos= el -apor= luego de pasar por la tur%ina= es descargado a un condensador= a una presi"n de apro!imadamente 6=1 atm= aumentando de esta manera el salto de presi"n entre la entrada y la salida de la tur%ina= Fig.3.4.

l rendimiento es m@s ele-ado= pr@cticamente el do%le del )ue se o%tiene en una central a contrapresi"nA el consumo es de apro!imadamente ,E16 g de -apor?. a condensaci"n se produce con un $luido $r'o= )ue proporciona la torre de en$riamiento= este a%sor%e el calor de condensaci"n y luego se retorna a la torre donde se en$r'a nue-amente. Como se mencion" anteriormente una de los di$icultades m@s serias )ue a$ectan el rendimiento del ciclo est@ dada por la concentraci"n de gases incondensa%les en el -apor. Cuando ésta es ele-ada= el costo de la remoci"n de gas del condensador justi$ica el uso de centrales sin la etapa de condensaci"n. Energía Geotérmica-J.L. SIERRA, G. PEDRO

2,

Cuando el $luido )ue alimenta la central es una me+cla de l')uido y -apor= es posi%le tam%ién apro-ecar el agua caliente para producir mayor cantidad de -apor a tra-és de una o m@s etapas de separaci"n= Fig.3.5.

n ciclo con dos etapas de separaci"n produce entre 26E36  m@s energ'a )ue un ciclo con una etapa. Ho o%stante= este aumento en la per$ormance del ciclo de%e ser e-aluado $rente al costo adicional )ue implica el ingreso de -apor secundario en la tur%ina. l costo de las l'neas de -apor y -@l-ulas de control re)ueridas pueden e!ceder la -entajas o%tenidas con el aumento del rendimiento en la tur%ina. n la Fig. 3.* se muestran= para una tur%ina alimentada con -apor saturado seco= una serie de cur-as )ue representan la energ'a generada= en ?tn -apor= en $unci"n de la presi"n de entrada en la tur%ina y para di-ersas presiones de salida en la misma 0descarga a la atm"s$era= condensador con presiones de tra%ajo de 4> Lg= 2 1?2> Lg= 2> Lg y 1 1?2> Lg. am%ién se tra+aron las cur-as correspondientes al consumo de -apor= en g -apor?.


28

Ho se a considerado la energ'a consumida por el e)uipo de e!tracci"n de gas= %om%eo de agua de en$riamiento y otros e)uipos au!iliares= la cual puede -ariar considera%lemente de acuerdo a la concentraci"n de gases no condensa%les en el -apor= el -ac'o producido en el condensador y el método de en$riamiento. #ara el caso )ue se tenga -apor so%recalentado= la energ'a generada no puede ser representada mediante una serie de cur-as simples como en el caso anterior= de%ido a )ue la misma depende del grado de so%recalentamiento del -apor. Ciclos 0inarios.

stos ciclos se utili+an en los casos en )ue se dispone de agua a una temperatura de 86 a 156C. l agua caliente se en-'a a un e-aporador para e-aporar y so%recalentar un $luido secundario de %ajo punto de e%ullici"n= tal como iso%utano= y es posteriormente reinyectada en un po+o cercano. l $luido secundario e-aporado se e!pande entonces en la tur%ina y se descarga luego a un condensador desde donde= en estado l')uido= es %om%eado para reiniciar el ciclo= Fig.3.,.


29

stos ciclos tienen la -entaja de utili+ar $luidos geotérmicos de m@s %aja temperatura= a;n a)uellos )u'micamente des$a-ora%les o )ue tienen altas proporciones de gases incondensa%les. os incon-enientes tales como corrosi"n o incrustaci"n= se reducen al intercam%iador de calor. ienen la -entaja= adem@s= de admitir me+clas de agua?-apor sin pre-ia separaci"n. Sin em%argo= tienen las des-entajas de re)uerir de un $luido secundario muy -ol@til y el uso de %om%as )ue a%sor%en una cantidad importante de la energ'a generada. n cuanto al costo= éste de%er'a ser m@s ele-ado= dado )ue son m@s complejasA sin em%argo= por su -ersatilidad se las construye en serie y no %ajo pedido= pudiéndoselas ad)uirir en el mercado a un costo relati-amente %ajo. . E&emplo de una 6nidad 7#pica de 78e !e4sers con 119 M: de Capacidad 3eta.

a planta es alimentada por 15 po+os )ue le entregan 9,8 toneladas por ora de -apor= a 1,9=5 C y a 8 atm"s$eras a%solutas de presi"n. l generador tiene una potencia %ruta de 114 &= de los cuales 4 & se destinan a e)uipos au!iliares= resultando una potencia neta de 116 &= )ue la planta entrega al sistema. Energía Geotérmica-J.L. SIERRA, G. PEDRO

36

sta usina se considera de gran tama

31

#.# sos no el"ctricos.

os $luidos geotérmicos cuyas temperaturas superan los 1*6 C son adecuados para la generaci"n de energ'a eléctrica. n las +onas en las )ue e!isten aguas termales con temperaE turas in$eriores estas se utili+an en %alneoterapia= cale$acci"n de -i-iendas= agricultura= piscicultura y en una amplia -ariedad de procesos industriales. a temperatura m'nima re)uerida para la e!plotaci"n de las aguas termales depende de -arios $actores= entre ellos= la laltitud de la +ona en cuesti"n= el uso al cual se destina= la dendidad demogr@$ica= etc. pero en general= pueden ser utili+adas a)uellas con temperaturas superiores a los 56 C. n la ta%la 3.1. se se

32

Ta*la #.1 Algunos em$leos de los recursos geot"rmicos seg)n su tem$eratura

186 Digesti"n de pulpa de papel Ira$t.

G e n e r a c i

1,6 #rocesamiento de agua pesada y @cido sul$'drico. Secado de tierras de diatomeas.

+ n

C 196 -aporaci"n de soluciones altamente concentradas.

% a & o r g

1*6 Secado de maderas.

e o t é r m i c o

* e

Secado de arinas y productos similares. 156 #roducci"n de al;mina -'a proceso Wayer. Desecado de -erduras a alta -elocidad.

e  e c t r i c i * a *

R 146 nlatado de alimentos.

e '

-aporaci"n en re$inado de a+;car. 136 !tracci"n de sales por e-aporaci"n.

(

A

a t ) r a * o

g ) a

r

/gua pota%le por destilaci"n. 126 -aporaci"n de e$ectos m;ltiples= concentraci"n.

r

Secado y curado de productos de cemento.

a c i + n

116 Desecado de -erduras y otras

g e o t é

r m i c a

i g e

166 a-ado y secado de telas. Desecado de pescados.

 ( o (

96 Calentamiento de am%ientes. :e$rigeraci"n. 86 Criadero de animales. /gua caliente sanitaria.

* i r e c t o (

,6 Culti-o de ongos *6 Calentamiento de suelos

56 Fermentaci"n. Wiodegradaci"n

46 #iscinas


33

Otra aplicaci"n interesante la cale$acci"n de -i-iendas= un ejemplo de esto es la ciudad islandesa de :eyja-i= donde 83.1*6 a%itantes 0el 98=*  de la po%laci"n total= -i-en en casas cale$accionadas por $luidos geotérmicos. l agua e!tra'da de los po+os se en-'a a estaciones donde se desarena= desgasi$ica y %om%ea a su%estaciones de la ciudad desde las cuales se distri%uye a los consumidores. n algunos casos= luego de su utili+aci"n el agua se reEtorna a las estaciones de distrito= donde es me+clada con los $luidos de alta temperatura de los po+os antes de -ol-er al circuito de distri%uci"n. Otro ejemplo son las instalaciones e!istentes en Ilamat Fall= Oreg"n= S/= donde se utili+an 466 po+os para cale$accionar apro!imadamente 566 edi$icios= Lungr'a= Map"n= Hue-a Gelandia y la ni"n So-iética tam%ién utili+an este recurso para cale$acci"n de am%ientes. s posi%le adem@s el apro-ecamiento de los $luidos geotérmicos para re$rigeraci"n mediante ciclos aguaEamon'aco " aguaE%romuro de litio.


34

%.

Consideraciones económicas

5>7

%.1 Costos de la energ-a geot"rmica.

l costo de producci"n de energ'a geotérmica est@ determinado= entre otras= por las in-ersiones en  e!ploraci"n= per$oraci"n= l'neas de transmisi"n del $luido y de construcci"n de la central o centrales de generaci"n. '.1.1 Costos de eploraci*n.

a e!ploraci"n de los recursos geotérmicos implica= desde el punto de -ista econ"mico= un riesgo )ue puede limitarse desarrollando las mismas en etapas sucesi-as= con in-ersiones graduales y acordes a los resultados o%tenidos en cada una de ellas. n estudio de este tipo= en un @rea preseleccionada de 26E36 m 2 cuesta apro!imadamente 1 a 1=5 millones de d"lares. '.1.2 Costos de perforaci*n.

stos dependen de la pro$undidad a la cual se alla situado el reser-orio= tipo de roca a per$orar= di@metro = método de cementaci"n= accesi%ilidad de la +ona= etc. stos -alores son muy dis'miles= seg;n la %i%liogra$'a e!istente -ar'an en un rango de 54,.566 a 2.256.666 d"lares por po+o en distintos lugares del mundo. '.1. Costos de transmisi*n del vapor.

os montos= seg;n distintos autores= -ar'an entre 36.666 a 246.666 d"lares por &= seg;n la presi"n y temperatura del $luido a transportar= distancia entre po+os y central= n;mero de separadores= tipo de acero a utili+ar= etc. '.1.' Costo de una central.

as -ariaciones )ue se o%ser-an en los costos pu%licados dependen de potencia del grupo= rendimiento= u%icaci"n y desarrollo industrial del pa's. Como -alor indicati-o se puede admitir el de arderello de 486 XS?= el )ue incluye ma)uinarias= o%ras ci-iles= trans$ormadores= etc. (oldsmit calcula un -alor de 5*2=5 XS? para una central de 166 & comE puesta por dos grupos de 56 &. 0 Fuente  Fundamentos so%re la nerg'a (eotérmica E M.. Sierra= (. #edro= O. e-i. 198,. Energía Geotérmica-J.L. SIERRA, G. PEDRO

35

Waldo estima un costo para unidades m"-iles de pe)ue
!isten pro$undas di$erencias en la %i%liogra$'a so%re los costos de e!ploraci"n= per$oraci"n e instalaciones )ue componen una central geotérmica. / esto de%e sumarse la imposi%ilidad de estimar un caudal medio por po+o= como as' tam%ién la cantidad de ellos )ue ser@n estériles= lo )ue ace di$'cil determinar el n;mero de po+os )ue de%er@n per$orarse para o%tener una determinada cantidad de $luido. /rmstead calcula una producci"n media por po+o de 45 tn?= con una pro%a%ilidad del **  de )ue el po+o per$orado sea producti-o 0dos po+os producti-os cada tres per$orados. (oldsmit estima para sus c@lculos una producci"n de 5* tn? por po+o. #oli estima una pro%a%ilidad del 5,  de o%tener un po+o productor 0so%re 35 po+os per$orados= 15 son estériles y considera una producci"n media por po+o de 56 tn?. De lo se
Consideramos una central de 56 & en un campo cuyo potencial se estima entre 3,5E394=25 (?a
3*

'.2.1 Costo inicial. Factibilidad.

7ncluye la per$oraci"n de 5 po+os e!ploratorios= ingenier'a de reser-orio e intereses correspondientes. Se considera un costo de per$oraci"n de . ..XS 1,.35,.346 E 21.5*3.1*6 Perforaci*n.

7ncluye la per$oraci"n de 8 po+os= necesarios para mantener la producci"n. Se considera )ue un 46  de los po+os resultar@n estériles......................... XS 12.52*.216 E 13.454.336 Producci*n planta 4 miscel+neas.

l costo de captaci"n y transporte de -apor asta la planta se adopta en 366.666 XS?po+o y el costo de la planta en *56 XS?. omando en cuenta los gastos miscel@neos y los intereses correspondientes tenemos........................................XS 4*.86,.8,6 E 56.,3*.236 '.2.2 -nversi*n total

Facti%ilidad....................................... XS 1,.35,.346 E 21.5*3.1*6 #er$oraci"n....................................... XS 12.52*.216 E 13.454.336 #roducci"n= planta y miscel@neas.....

XS 4*.86,.8,6 E 56.,3*.236

TOTAL....................................... ?S @.01.%2  .@#.@2

Di-idiendo el costo total inicial por la capacidad instalada se o%tiene un -alor por cada  instalado de ............................................................................. ?S6 12##  1@1@. '.2. Costo de "eneraci*n.
Se considera el 1  del costo inicial= m@s los intereses correspondientes ................................................................................mills XS? 2=63 E 2=29. Mantenimiento de la producci*n.

7ncluye los costos de per$oraci"n necesarios para mantener la producci"n después de iniciada la generaci"n........................................................................mills XS? 1=5*. Costo de capital.

eniendo en cuenta un $actor de utili+aci"n del 85  y una amorti+aci"n anual del 8E12  ............................................................................................mills XS? 1*=25 E 2,=44. Energía Geotérmica-J.L. SIERRA, G. PEDRO

3 7

'.2.' Costo total de la "eneraci*n. Operaci"n y mantenimiento............

mills XS? 2=63 E 2=29.

&antenimiento de la producci"n..... mills XS? 1=5*.

Costo de capital............................. mills XS? 1*=25 E 2,=44. TOTAL......................................... mills ?SDE6( 10F0 B #1F%C.

%.# Costos com$arati'os de la energ-a.

os -alores )ue se consideran en este apartado son -alores internacionales= los )ue tienen aprecia%les di$erencias con los costos internos actuales de la energ'a eléctrica= originados a partir de la trans$ormaci"n del sector )ue se inici" a partir del a

38

E=iciencias ! costos $ara di'ersas o$ciones de generación Ta*la N3 %.1

Costo Consumo

Capacidad

Costo

Com%ust.

Capital Ti$o de /lanta

&

XS?

g? " XS?

Operaci"n y &antenimiento Fijo Yaria%le XS?

Costo #romedio (eneraci"n

XS?& XS?

l?

I. Con'encionales

1. (randes #lantas Lidroeléctricas 2. #lantas Yapor 0#etr"leo 3. #lantas Yapor 0Car%"n 4. ur%inas (as 0#etr"leo 5. #lantas Diesel

166

1446 E 3366

EEE

EEE

6.31

EEE

128,

6.36

6.64**

2.25

3.*6

6.685

36

1*26

6.49

6.6216

3.66

3.,6

6.6*,

3*

3,6

6.32

6.6966

6.13

1.58

6.113

1336

6.26

6.6316

3.43

5.66

6.6,,

1*59 E

EEE

EEE

1.*6 E 2.24

EEE

6.635 E 6.645

36

36

6.636 E 6.166

II. No Con'encionales

1. #lantas (eotérmicas con separador 2. #lantas (eotérmica 0Ciclo Winario 3. #lantas Lidroeléctricas 0#e)ue
15 E 55

2166

16

2226

EEE

EEE

1.46

EEE

6.642

5 E ,6

8*6 E 3366

EEE

EEE

6.39

EEE

6.61, E 6.6,6

EEE

EEE

2.25

3.*6

6.635 E 6.658

966 E 128,

EEE

EEE

2.** E 4.1*

EEE

6.645 E 6.6,3

3 E 16

1556 E 1996

EEE

6.6566

,.,,

6.*3

6.68* E 6.16,

35 E 96

2256 E 2566

EEE

6.6166

4.,*

EEE

6.125 E 6.14*

2 E 36 Cual)uier

156 E 966

ama
*. #tas. Dendrotermales ,.Solar E ermal *, Solar 33 F"sil

Fuente Calder"n (usta-o. e Outloo o$ :eneNa%le nergy De-elopment in e /mericas #oNer Sector. 1989.E


39

Costos de ca$ital $ara di'ersos ti$os de $lantas Ta*la N3 %.2 ;ango

/romedio

XS?

XS?

/lantas de 'a$or

1.466 E 3.366 1.156 E 1.916

2.356 1.536

/lantas diesel

1.62* E 1.513

1.2,6

/lantas geot"rmicas

1.*59 E 2.266

1.946

/lantas (idroel"ctricas de $e&ue4a !

8*6 E 3.366

2.686

156 E 966

525

mediana ca$acidad /lantas de cogeneración Fuente Calder"n (usta-o= e Outloo o$

:eneNa%le nergy De-elopment in te /mericas #oNer Sector. 1989.E

Costos de generación $ara di'ersos ti$os de $lantas

Ta*la N3 %.#

;ango

/romedio

XS?

XS?

/lantas de 'a$or

6.636 E 6.166 6.658 E 6.685

6.6*56 6.6,15

/lantas diesel

6.6,2 E 6.684

6.6,86

6.635 E 6.645

6.6466

/lantas (idroel"ctricas de $e&ue4a !

6.61, E 6.6,6

6.6435

mediana ca$acidad /lantas de cogeneración

6.635 E 6.658

6.64*5

/lantas geot"rmicas

FuenteG Calder"n (usta-o= e Outloo o$ :eneNa%le nergy De-elopment in teA/mericas #oNer

Sector. 1989.E


46

%.%. As$ectos económicos re=erentes a $lantas con ! sin condensador

5>7

l método com;nmente utili+ado para la producci"n de energ'a a partir de -apor geotérmico= consiste en construir una gran planta con condensador la )ue es a%astecida de $luido por medio de tu%er'as )ue las unen a los po+os productores. a alternati-a ser'a construir pe)ue
9

tanto= si un campo geotérmico es capa+ de producir 1 ! 16 ?a
9

con condensador= producir@ 6=, ! 16 ?a
9

1 ! 16 035 E 25 K 16.666.666 XS?a
9

6=, ! 16 035 E 22=5K ,.566.666 XS?a
41

a unidad de generaci"n para pe)ue

42

. Energ-a geot"rmicaG Contaminación ! Corrosión. .1 Contaminación.

os po+os geotérmicos pueden producir -apor o agua caliente a presi"n. llo deE pende del tipo de campo en )ue estén per$orados= >-aporEdominante> o >aguaEdominante> y la $orma en )ue se los e!plote. Si el po+o produce -apor= la ;nica contaminaci"n posi%le es la atmos$érica y teniendo en cuenta )ue la cantidad de gases asociados es mayor en este caso= se puede a$irmar )ue los po+os productores de -apor contaminan m@s la atm"s$era )ue los productores de agua caliente.

Cuando el producido es agua caliente= mediante un separador se e!trae el -apor. l agua residual= del orden de 2?3 de la producci"n total= ser'a el pro%lema m@s gra-e de contaminaci"n= pero esta se usualmentase reinyecta en el reser-orio apro-ecando po+os estériles o de %aja producci"n o en los per$orados a tal $in= disminuyendo nota%lemente el impacto am%iental. a reinyecci"n= no solamente minimi+a la poluci"n= sino tam%ién contri%uye con la realimentaci"n del campo= presuri+@ndolo. Si %ien la reinyecci"n es una pr@ctica a%itual= esta operaci"n se ace con sumo cuidado para no en$riar prematuramente la +ona de producci"n. n la a%la H 5.1 se muestra la contaminaci"n producida por plantas térmicas y geotérmicas. Como primera o%ser-aci"n se reitera )ue la contaminaci"n del agua usualmente se elimina con la reinyecci"n. a contaminaci"n de%ida al an'drido car%"nico 0CO 2  end"geno es muco menor en todos los casos= casi 166 -eces menor para los campos de QaguaEdominanteR. n el caso particular de Copaue= se calcul" un -alor inusualmente alto. sto se de%e a )ue es un reser-orio estrati$icado en el cual los poros y $racturas contienen gas y -apor y la e!plotaci"n a comen+ado en la +ona mas rica en gases 0>gas cap>. sta concentraci"n disminuir@ en el $uturo y con ello las emisiones de gas a la atm"s$era. n cuanto a los -alores de an'drido sul$uroso 0SO 2= éstos se calcularon a partir de la concentraci"n de sul$uro de idr"geno 0L 2S de origen geotérmico. stos -alores es muy posi%le )ue estén so%reestimados de%ido a )ue el c@lculo da la m@!ima concentraci"n posi%le= pero en nuestra opini"n sus concentraciones ser@n in$eriores= y de acuerdo a las siguientes reacciones


43

1. (as geotérmico m@s el o!'geno del aire L2S V 3?2 O2 /SO2 V L2O 2. #roducto y reacti-o entre s' 2 L2S V SO2 / 2 L2O V 3 S sta ;ltima ser@ $a-orecida si se reali+a en presencia de un catali+ador= con lo cual la reacci"n )uedar'a completamente despla+ada a la dereca. De esto se concluye )ue la conE taminaci"n producida por la generaci"n de energ'a eléctrica a partir de gases end"genos es muy %aja y se la puede disminuir a ni-eles a;n menores utili+ando instalaciones adecuadas.

Ta*la N3 .1 /olución causada $or /lantas de  ,6 de $otencia en Tond-a

Consumo

0on?d'a

Contaminantes del agua

Contaminantes de la

atm"s$era

CO2

SO2

Ceni+as

HaCl

/s

W

(as Hatural

326

,96

1=,

EEE

EEE

EEE

EEE

Fuel oil

31,

9,6

*=3

EEE

EEE

EEE

EEE

Car%"n

491

1.2*6

9=8

,=3

EEE

EEE

EEE

(eotermia 0-apor

16.93,

169

8=2

EEE

EEE

EEE

EEE

(eotermia 0-apor Copaue 0 (eotermia 0agua airaei (eotermia 0agua airaei (eotermia 0agua airaei (eotermia 0agua Domuyo 5>>7

16.93,

545

54=5

EEE

EEE

EEE

EEE

54.366

28=*

1=1

EEE

196

6=255

1=4,

31.**6

1*=,

6=*2

EEE

111

6=149

6=8*

19.666

16=6

6=3,

EEE

*,

35.666

11=*

6=36

EEE

263

6=689 6=514 6=116

6=59

;e=erencias 5>7 : g?-  5  #A L2S 1  Y 5>>7 Calculado


44

.2 Corrosión. -mpureas en el 5apor !eot%rmico.

n los reser-orios de >l')uidoEdominante>= el agua caliente )ue $luye a tra-és de un po+o= e!perimenta= como consecuencia de la reducci"n de presi"n= una separaci"n de -apor. ste -apor contiene impure+as tales como  s'lice 0SiO 2= car%onato de calcio 0CaCO3= ierro 0Fe= cloruros 0Cl E= etc. contenidos en la salmuera y s"lidos )ue arrastra desde el reser-orio. a alta corrosi-idad de la salmuera es el resultado de las altas temperaturas= su alto contenido de sales= la presencia de an'drido car%"nico 0CO 2 y sul$uro de idr"geno 0L 2S disueltos y su ele-ado contenido de sul$ato de calcio 0CaSO 4= car%onato de calcio CaCO 3 y s'lice 0SiO2.

-ncrustaci*n.

s uno de los principales pro%lemas en la e!plotaci"n de los recursos geotérmicos. os tipos principales son a S'lice y silicatosA % Car%onatosA c Sul$atos y sul$uros. Se reconocen tres mecanismos principales de $ormaci"n 1. Deposici"n desde un $luido en una $ase 0l'neas de inyecci"n. a nucleaci"n y cinética de la deposici"n depende del grado de so%resaturaci"n= presi"n= temperatura y e$ectos catal'ticos o ini%idores producidos por la presencia de elementos menores= la naturale+a del sustrato= etc. 2. Deposici"n por separaci"n de $luido= 0$las= en po+os= separadores y l'neas de dos $ases. a separaci"n o B$lasB del $luido se produce por disminuci"n de presi"n o por ca-itaci"n= en $lujo tur%ulento= originando a. a so%resaturaci"n por pérdida de -apor= con aumento de la concentraci"n de solutos en el l')uido remanente. %. Ca'da de temperatura= asociada con el proceso de e!pansi"n. c. #érdida de gases esta%les como an'drido car%"nico 0CO 2 y sul$uro de idr"geno 0L2S= con incremento del pL. 3. Deposici"n desde el -apor 0separadores= tur%inas= l'neas de -apor. Se origina del arrastre de gotas de agua por el -apor= )ue luego se e-aporan so%re el sustrato. Dado )ue la e-aporaci"n es completa= las incrustaciones pueden contener adem@s algunos minerales solu%les como %oratos y alitas. Energía Geotérmica-J.L. SIERRA, G. PEDRO

45

Efecto de las impureas.

as especies )u'micas corrosi-as presentes en el $luido geotérmico son idr"geno

E

0LV= cloruro 0Cl = sul$uro de idr"geno 0L 2S= an'drido car%"nico 0CO 2= car%onatos 0CO 3K =

E

%icar%onatos 0LCO3 = amoniaco 0HL3= amonio 0HL4V  y sul$ato 0SO4K. os condensados de -apor son corrosi-os de%ido a sus %ajas temperaturas y altas concentraciones de gases @cidos. =

Efecto del  (p).

a -elocidad de corrosi"n para aceros de %ajo contenido de car%ono y de aleaci"n aumenta al disminuir el pL. / pL in$eriores a 4 la -elocidad de corrosi"n se incrementa r@pidamente. os potenciales de corrosi"n no son a$ectados signi$icati-amente en el rango de pL de mayor interés para sistemas geotérmicos 04 E 9. 

Efecto del los cloruros (Cl ).

E

a concentraci"n de cloruros 0Cl  en los $luidos geotérmicos oscila entre un 3E15  0e!presado como HaCl. Concentraciones in$eriores al 3  tienen poco e$ecto so%re la -elocidad de corrosi"n uni$orme en aceros po%res en car%ono y de %aja aleaci"n= pero cuando la concentraci"n es de 16E36  0como HaCl la -elocidad de corrosi"n es mayor.

E

l cloruro 0Cl  produce la rotura local del $ilm )ue protege mucos metales. Como resultado de ello se produce el picado= la corrosi"n por endidura y la corrosi"n por tensi"n. Efecto del sulfuro de 8idr*"eno ( 2S).

a presencia de sul$uro de idr"geno 0L 2S puede aumentar la -elocidad de corrosi"n general en aceros de %aja aleaci"n. n presencia de sul$uro de idr"geno 0L 2S puede $ormarse una capa de sul$uro $erroso 0FeS y si parte de esta capa se destruye se intensi$ica el ata)ue locali+ado de%ido a la cupla gal-@nica. a adsorci"n de sul$uros 0S K so%re la super$icie del acero catali+a la disoluci"n an"dica. os aceros ino!ida%les son generalmente resistentes al ata)ue corrosi-o con $luidos geotérmicos )ue contienen sul$uro de idr"geno 0L 2S. Sin em%argo= puede causar el picado de éstos en soluciones @cidas de%ido al retardo en la $ormaci"n de la capa pasi-a e iniciar un ata)ue locali+ado en regiones de %ajo pL. a o!idaci"n del sul$uro de idr"geno 0L 2S en aguas aireadas pueden disminuir el pL e incrementar la corrosi-idad. Energía Geotérmica-J.L. SIERRA, G. PEDRO

4*

Su ata)ue m@s se-ero es a ciertas aleaciones de co%re 0Cu y n')uel 0Hi= especialmente cuproEn')uel y otras aleaciones de co%re )ue contienen n')uel 0Hi= como el &onels. stas son aleaciones )ue resisten la corrosi"n del agua de mar pero pr@cticamente no se pueden usar con $luidos geotérmicos )ue contienen sul$uro de idr"geno 0L 2S= el um%ral de ata)ue es 36 pp% de sul$uro de idr"geno 0L 2S y los contactos eléctricos de co%re 0Cu o plata 0/g $allan en esta atm"s$era. >

Efecto del sulfato(S<' )

E

Si la concentraci"n de cloruros 0Cl  es %aja= el sul$ato 0SO 4K se con-ierte en el principal ion agresi-o= pero raramente causa un ata)ue locali+ado tan se-ero como el cloruro

E

0Cl . Efecto del o#"eno (<2.)

a -elocidad de corrosi"n uni$orme de mucos aceros ino!ida%les es %aja con $luidos geotérmicos= pero pueden estar sujetos a un se-ero picado y a corrosi"n por endidura en presencia de cantidades su$icientes de o!'geno 0O 2. a reducci"n del O 2 se con-ierte en una importante reacci"n cat"dica= con la $ormaci"n de celdas di$erenciales de o!'geno= la nucleaci"n y crecimiento de nue-os puntos de picado= $a-oreciendo el crecimiento acelerado de los e!istentes. nos pocos materiales= especialmente aleaciones de aluminio 0/l= re)uieren o!'geno 0O2 disuelto para mantener su $ilm de pasi-aci"n. stas aleaciones se corroen con $luidos geotérmicos li%res de o!'geno 0O 2. .l o!'geno 0O 2 est@ presente generalmente a %ajas temperaturas= donde puede no ser demasiado peligroso= pero es importante e-itar la contaminaci"n con o!'geno 0O 2  en las l'neas de reinyecci"n donde la temperatura puede se incrementar con la circulaci"n del $luido acia los po+os de inyecci"n. Efecto del an8#drido carb*nico (C<2.)

l an'drido car%"nico 0CO 2 est@ presente en los $luidos geotérmicos y tiene un imE portante e$ecto corrosi-o so%re aceros al car%ono y aceros de %aja aleaci"n. s una de las especies m@s importantes en el control del pL de los $luidos geotérmicos. n mucos casos= el $actor )ue controla la corrosi"n de las l'neas de -apor es el %ajo pL )ue resulta del an'drido car%"nico 0CO 2 disuelto en el condensado de -apor. l incremento de la presi"n parcial de an'drido car%"nico 0CO 2  reduce el pL de la soluci"n.


4,

as consideraciones te"ricas se
V ntre ellas la m@s importante es el amonio 0HL4  el cual causa corrosi"n por tensi"n en y algunas aleaciones de co%re 0Cu puede a$ectar el pL del agua de en$riamiento.

os iones de metales pesados o de transici"n pueden ser corrosi-os en sus $ormas o!idadas= pero generalmente en $luidos geotérmicos est@n presentes en su estado de o!idaci"n m@s %ajo.


48

. La geotermia en la ;e$)*lica Argentina. .1 ;ese4a (istórica ! situación actual de la geotermia en la ;e$)*lica Argentina.

l territorio argentino tiene en el sector occidental= recorrido por la Cordillera de os /ndes= las condiciones idrogeol"gicas $a-ora%les para la $ormaci"n de campos geotérmicos de alta entalp'a= contando adem@s con recursos de media y %aja entalp'a= no solamente en el sector andino= sino tam%ién en otras +onas del pa's. l interés por la e-aluaci"n de estos recursos se remota a los aarderello S./.> el estudio preliminar de algunas de las @reas termales del pa's= arri%@ndose a la conclusi"n de )ue -arias de ellas= y $undamenE talmente Copaue 0Heu)uén podr'an corresponder a campos de alta entalp'a. n 19,1= con el $in de e-aluar la posi%ilidad de reali+ar %ajo la $"rmula de la cooperaci"n internacional a tra-és del #rograma de las Haciones nidas para el Desarrollo 0#HD un proyecto geotérmico en la /rgentina= el go%ierno solicit" a las Haciones nidas una misi"n de dos e!pertos= )uienes -isitaron la +ona de Copaue y concluyeron )ue ésta merec'a la mayor atenci"n para la e!ploraci"n geotérmica. n 19,4 se $orm" la Comisi"n Hacional de studios (eotérmicos= integrada por la Secretar'a de stado de nerg'a= Zacimientos #etrol'$eros Fiscales y la #ro-incia del Heu)uén. sta tu-o a su cargo la ejecuci"n de los primeros estudios geol"gicos y geo)u'micos en las @reas de Copaue y Domuyo 0#cia. del Heu)uén. n -irtud de los resultados de estos estudios= se decide= en 19,*= per$orar un primer po+o e!ploratorio pro$undo en Copaue. ste po+o 0CO# 7 se termin" a una pro$undidad de 954 metros= detect@ndose una ele-ada temperatura de $ondo. a $alta de $ondos moti-" la suspensi"n de las acti-idades a $ines de 19,*. n 19,9= a partir de las propuestas de la Secretar'a de stado de nerg'a y #laneamiento de la Haci"n= el #oder jecuti-o dict" el decreto H 3468?,9 en el cual se aprue%an los lineamientos del programa denominado >:egionali+aci"n (eotérmica 19,9> para el desarrollo geotérmico argentino. Se le asign" una in-ersi"n de XS 12=5 millones para ser ejecutados durante el per'odo 1986E84. l proyecto contempla%a la reali+aci"n de 11 estudios de reconocimiento y 12 estudios de pre$acti%ilidad en 12 pro-incias de la regi"n occidental del pa's= pero pudo cumplirse s"lo parcialmente. n 1981= se termin" de per$orar el po+o CopaueE7 0pro$undidad 1.414 metros= con el cual se descu%re un campo geotérmico capa+ de producir -apor seco. Energía Geotérmica-J.L. SIERRA, G. PEDRO

49

n 1982= mediante un acuerdo de cooperaci"n técnica entre los go%iernos de la :ep;%lica /rgentina y del Map"n= se iniciaron los estudios de desarrollo geotérmico en la +ona Horte de la #ro-incia del Heu)uén 0Cerro Domuyo. as tareas se desarrollaron por espacio de tres a#rograma de so :acional de la nerg'a>. l Centro se locali+" en la ciudad de Heu)uén= en dependencias del nte #ro-incial de nerg'a. a u%icaci"n de este centro en Heu)uén $ué en reconocimiento al a-ance logrado en la e!ploraci"n= los medios con )ue cuenta el nte #ro-incial de nerg'a del Heu)uén 0.#..H y las posi%ilidades concretas de desarrollo a mediano pla+o. ste Centro tu-o como principales o%jeti-os ·

7nstalaci"n una central de generaci"n geotérmica en Copaue.

·

/sistencia técnica a las pro-incias )ue as' lo re)uieran en las etapas de reconocimiento en +onas potencialmente aptas para el apro-ecamiento geotérmico= alcan+ando la pre$acti%ilidad en a)uellas @reas en las )ue los estudios pre-ios as' lo aconsejen y e!istan posi%ilidades concretas de e!ploraci"n= dando prioridad a a)uellas )ue se encaminan a cu%rir $alencias de tipo energético en @reas de interés social= minero y geopol'tico.

·

Ser un centro acti-o de di$usi"n y promoci"n de las aplicaciones de las tecnolog'as correspondientes.

·

Capacitaci"n de recursos umanos.

?ctividades desarrolladas por el Centro Re"ional de Ener"#a !eot%rmica del 3eu$u%n.

as tareas reali+adas por el Centro $ueron ·

#er$oraci"n del segundo po+o e!ploratorio pro$undo 01.246 metros en el @rea de Copaue= 0CO# 77 Fe%rero de 198*.

·

Concreci"n del proyecto >Cale$acci"n y #ro-isi"n de agua caliente a los al%ergues de la localidad de Domuyo>= $inali+ado en el mes de &ayo de 198,. Energía Geotérmica-J.L. SIERRA, G. PEDRO

56

·

studio de reconocimiento geotérmico en la +ona de Famatina 0#ro-incias de a :ioja y Catamarca= &ayo de 198,.

·

#uesta en marca de una central geotermoeléctrica piloto de car@cter cient'$icoEtecnol"gico de 6=* & en el po+o CopaueE7= en el campo geotérmico Copaue= /%ril de 1988.

·

studio geotérmico del @rea u+gle= ocomar= #ompeya 0#ro-incias de Salta y Mujuy= )ue complementa los reali+ados con anterioridad por /J/: 01.986= /J/: 01981 e L7D:O#:OZCOS 01983= re$erentes a la Lidrogeolog'a= Ju'mica e 7sotop'a correspondiente a la mencionada @rea= Septiem%re de 1988. studio de reconocimiento geotérmico en la +ona de aco :aloE:'o Londo 0#ro-incias de ucum@n y Santiago del stero= Ho-iem%re de 1988.

·

·

·

studio de $acti%ilidad técnicoEecon"mico en el @rea de Copaue= conjuntamente con la /gencia de Cooperaci"n 7nternacional de Map"n. l acuerdo de tres a
n el a
.2. Cam$os
n la Fig. *.1 se indican las +onas en las )ue se an e$ectuado estudios de reconocimiento 1 #una Mujuy= 2 #una SaltaECatamarca= 3 Santa W@r%ara 0Mujuy= 4 inogasta 0a :iojaECatamarca= 5 Welén 0a :ioja= * 7glesias 0San Muan= , Sosneado 0&endo+a= 8 #ay;n &atr; 0&endo+a= 9 Copaue y Domuyo 0Heu)uén= 16 pula$)uen 0Heu)uén= 11 #una SaltaECatamarca 0Sector Sur= 12 Famatina 0a :iojaECatamarca= 13 aco :aloE:'o Londo 0ucum@nESantiago del stero= 14 Wa'a Wlanca.


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Campo "eot%rmico /omu4o (Pcia. del 3eu$u%n).

n Fe%rero de 1982= por un con-enio $irmado entre los go%iernos de la :ep;%lica /rgentina y del Map"n= la #ro-incia del Heu)uén y la /gencia de Cooperaci"n 7nternacional del Map"n 0M7C/ comen+aron los estudios de pre$acti%ilidad en la +ona Horte de la #ro-incia del Heu)uén. Se tom" inicialmente un @rea de 15.666 m 2= en la cual se icieron interpretaciones de im@genes satelitarias= geolog'a y gra-imetr'a regional. Energía Geotérmica-J.L. SIERRA, G. PEDRO

52

uego se seleccion" un @rea de 266 m 2 en la $alda Oeste del Cerro Domuyo= y en 1983 se reali+" en la misma  geo)u'mica= gra-imetr'a= topogra$'a= geolog'a= idrogeolog'a y -ulcanolog'a. n 1984 se seleccion" y estudi" una super$icie de 46 m 2 donde se e$ectuaron tra%ajos de geoeléctrica y s'smica y se per$oraron po+os de gradiente 0apro!. 166 metros y un po+o multiprop"sito de 3,* metros de pro$undidad. n 1985 y 198, se completaron los estudios de geo)u'mica e isotop'a a $in de per$eccionar el modelo de campo geotérmico. n s'ntesis los resultados o%tenidos son ·

Campo del tipo >aguaEdominante> con una temperatura calculada de 226E236 C= con una muy %aja relaci"n gas?-apor.

·

n todos los po+os de 166 metros se midi" un gradiente mayor de 36 C.

·

Se locali+" un reser-orio entre 866 y 1.266 metros de pro$undidad.

Campo "eot%rmico Copa8ue (Pcia. del 3eu$u%n).

os estudios geotérmicos en el @rea de Copaue se iniciaron en 19,3 a cargo de Z.#.F.= e$ectu@ndose geolog'a regional= geo)u'mica= po+os de gradiente y gra-imetr'a. n 19,* se per$ora el po+o Copaue 7 asta una pro$undidad de 954 metros= se lo a%andona sin a%er detectado el reser-orio. / $in de reali+ar el estudio de pre$acti%ilidad= a comien+os de 1986 la pro-incia del Heu)uén contrat" a Z.#.F para las tareas de per$oraci"n y a la empresa atinoconsult S./. para la ejecuci"n de los estudios tendientes a ·

Yeri$icar la e!istencia de un reser-orio de interés comercial alrededor de los 1666 metros de pro$undidad.

·

-aluar sus caracter'sticas $'sicoE)u'micas.

·

-aluar la posi%ilidad de alimentar una planta eléctrica piloto= con el po+o per$orado.

·

-aluar la posi%ilidad de usar los $luidos geotérmicos para la cale$acci"n y la %alneoterapia.

#ara conseguir dicos o%jeti-os= en el per'odo Fe%reroE/%ril de 1981 $ue reacondicionado y pro$undi+ado el po+o iniciado en 19,*. Energía Geotérmica-J.L. SIERRA, G. PEDRO

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l po+o per$orado compro%" la e!istencia de un primer reser-orio geotérmico entre 8*6 y 16*6 metros y la pro%a%le presencia de un reser-orio m@s pro$undo a partir de los 1411 metros. l po+o CopaueE7 produjo inicialmente 1, tn? de -apor seco= medidas con una presi"n de %oca de po+o de , atm"s$eras a%solutas 0,ata. n Fe%rero de 198*= se per$or" el segundo po+o e!ploratorio pro$undo 0CopaueE77 %ajo la direcci"n técnica de personal del #H y con aporte econ"mico del Centro :egional de nerg'a (eotérmica. a pro$undidad $inal $ue de 1241 metros comen+ando a producir -apor seco a partir de los ,3* metros. a producci"n inicial $ue de 15 tn? medida a , ata. l estudio de $acti%ilidad técnico econ"mico en este @rea= en conjunto con la /gencia de Cooperaci"n 7nternacional del Map"n 0M7C/ concluy" con la per$oraci"n de un po+o e!ploratorio pro$undo= el Copaue 777= la e-aluaci"n del potencial y el anteproyecto de construcci"n de una central de 36 &N de potencia. Planta piloto.

Se trata de una central de ciclo %inario= de 6=* & de potencia 0Ormat ur%ines td.= )ue genera energ'a eléctrica a partir del -apor producido por el po+o Copaue 7. /dem@s de su car@cter demostrati-o= esta central permite satis$acer la demanda local de energ'a eléctrica as' como tam%ién conocer el comportamiento de la producci"n del campo. l -apor del po+o 0*.566 g? a 1,1 C entra en el e-aporador= cede calor al $luido itermedio y sale de este e)uipo condensado a 98 C. l $luido intermedio se e!pande en la tur%ina y luego es conducido a un condensador. l agua de en$riamiento para el condensador= 456 m3? de agua a 16 C= se e!trae de la laguna adyacente= esta pasa por un circuito cerrado y se retorna a su lugar de origen. #osteriormente= una %om%a en-'a el $luido intermedio desde el condensador al e-aporador= completandose de esta manera el ciclo. Campos !eot%rmicos 7u"le  7ocomar. (Provincias. de Salta 4 @u&u4).

Como complemento de los estudios reali+ados por /J/: 01986 y 1981 e L7D:O#:OZCOS 01983 personal del C:(H e!plor" un @rea de apro!imadamente 466 m2. Se seleccionaron dos @reas de interés primario= una en la localidad de ocomar y otra en las cercan'as del Yolc@n u+gle y una +ona de interés secundario en la +ona de #ompeya. Se pro$undi+" la e!ploraci"n geo)u'mica= isot"pica y geoeléctrica. as in-estigaciones indican  Energía Geotérmica-J.L. SIERRA, G. PEDRO

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7ocomar.

n la +ona de las mani$estaciones termales se detect" agua y gas pro-eniente de un reser-orio poco pro$undo constituido por agua en estado l')uido a 134E143C con un muy %ajo contenido de gases disueltos. Se determinaron las +onas de recarga de $luido y se se
Se detect" en super$icie un $luido me+cla entre un reser-orio pro$undo y aguas de origen m@s super$icial. Se calcul" la altura de recarga para el reser-orio geotérmico= el cual estar'a constituido por agua a 132E142C con %ajo contenido de gases. Se i+o un %alance parcial de calor y se recomend" la +ona de mayor interés en la cual se de%en $inali+ar los estudios super$iciales con la per$oraci"n de po+os de gradiente. Se estima la presencia de un reser-orio de potencial similar a ocomar. Pompe4a.

Se supone un @rea marginal de interés secundario con temperaturas )ue no e!ceden los ,6 C. Campo "eot%rmico 7aco Ralo  R#o ondo. (Provincias. de 7ucum+n 4 Santia"o del Estero).

l estudio se reali+" en una e!tensa @rea de la cuenca de aco :aloE:'o Londo en la cual e!isten una gran cantidad de po+os per$orados. Con los datos e!istentes y una campa
Si %ien no se an e$ectuado los estudios espec'$icos tendientes a e-aluar el potencial geotérmico del pa's= puede a$irmarse )ue el mismo es muy promisorio. Energía Geotérmica-J.L. SIERRA, G. PEDRO

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n el mes de Ho-iem%re de 1984= el consultor interregional de energ'a geotérmica Dr. D. Cataldi= del #rograma de las Haciones nidas para el Desarrollo 0#HD= reconoci" -arias @reas geotérmicas del pa's= e!presando en el in$orme correspondiente lo siguiente >a /rgentina dispone de importantes recursos geotérmicos concentrados so%re todo en el sector andino del pa's. / t'tulo de primera orientaci"n= los recursos de alta entalp'a podr'an corresponder a un potencial geotermoeléctrico de al menos 1666 & por un per'odo de 36E56 a. >#ese a su signi$icado e!clusi-amente orientati-o= estos -alores son su$icientemente indicati-os para justi$icar un es$uer+o dirigido espec'$icamente a la e-aluaci"n sistem@tica de los recursos geotérmicos de alta temperatura= )ue tienen perspecti-as de producci"n eléctrica a costos competiti-os con otras $ormas de energ'a>.


5*

Bi*liogra=-a

#royecto de Desarrollo (eotérmico en la Gona Horte de la #ro-incia del Heu)uén 07n$orme Final. 1984. Agencia de Coo$eración Internacional del 9a$ón 59ICA7.

Centro ;egional de Energ-a
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198*.

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5,

geotermia.doc

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