energía geotérmica 2016

8/17/2019 Energía Geotérmica 2016

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ENERGÍAGEOTÉRMICA

sábado, 5 de marzo de 2016


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ESTRUCTURA DE LA

TIERRA

- CORTEZA TERRESTRE, constituida por rocas en estado

sólido. Tiene un espesor de 35Km (parte continental) y 7Km(parte oceánica).

- MANTO, constitución mineralógica completamente distintade las rocas de la parte superficial y una densidad bastante

mayor. Tiene un espesor de 3,000Km.- NUCLEO, con componentes minerales de densidadsuperior a las de las capas anteriores (11 g/cm³)


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¿QUÉ ES LA ENERGÍA

GEOTÉRMICA?

La Tierra almacena en forma decalor gran cantidad de energía;

parte de este calor se puedeextraer de la corteza terrestrepara ser aprovechado ytransformado en energía

eléctrica o en calor para usohumano o procesos industrialeso agrícolas.


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¿DE DONDE PROVIENE EL

CALOR DE LA TIERRA?

La desintegración de

elementos radiactivos

(radiogenética), es decir el

decaimiento de isótoposradiactivos como el Uranio,

Torio y Potasio.

Calor producido por laformación de la tierra


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LA PROPAGACIÓN DE

CALOR EN LA TIERRA

En este sentido, para el estudio de las deformaciones de losmateriales terrestres, la corteza y la parte rígida del manto seagrupan bajo el nombre de litosfera. La litosfera descansa

sobre la astenosfera, que es la parte deformable del manto.Es una capa plástica en la que la temperatura y la presiónalcanzan valores que permiten que se fundan las rocas enalgunos puntos. A continuación se encuentra la mesosfera,

que equivale al resto del manto y por debajo, se encuentra laendosfera, que comprende el núcleo externo y el núcleointerno.


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LA PROPAGACIÓN DE

CALOR EN LA TIERRA

Conducción es la transferencia

de calor a través de un medio por

interacción entre partículasadyacentes. Puede tener lugar

en sólidos, líquidos y gases,

aunque es característica de lossólidos, puesto que en gases y

líquidos siempre se producirá

convección simultáneamente.


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MANIFESTACIONES

GEOTÉRMICAS

Determinadas zonas de la litosfera están sometidas atensiones que generan gran cantidad de calor y presión,produciéndose fracturas y fallas por las cuales puedenascender desde el manto, magmas, masas de rocas

incandescentes, en estado de fusión total o parcial, conpequeñas cantidades de materias volátiles como agua,anhídrido carbónico, ácidos sulfúrico y clorhídrico, etc.


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GRADIENTE

GEOTÉRMICO

El calor contenido en los materiales que componen elNÚCLEO y el MANTO se transmite paulatinamente a laCORTEZA generando un flujo ascendente de calor que luegode atravesarla y alcanzar la superficie terrestre se disipa en laatmósfera.

Sector más superficial de la corteza, la temperatura aumentaen un valor promedio de 3°C/100m.


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TIPOS DE YACIMIENTOS

GEOTÉRMICOS

Alta temperatura: más de 150 ºC permitiendo transformar directamente

el vapor de agua en energía eléctrica.

Media temperatura: entre 90 y 150 ºC. Permite producir energía eléctricautilizando un fluido de intercambio, que es el que alimenta a las centrales.

Baja temperatura: entre 30 y 90 ºC. Su contenido en calor es insuficiente

para producir energía eléctrica, pero es adecuado para calefacción de

edificios y en determinados procesos industriales y agrícolas.

Muy baja temperatura: menos de 30 ºC. Puede ser utilizada para

calefacción y climatización, necesitando emplear bombas de calor.


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YACIMIENTOS DE MUY

BAJA TEMPERATURA

La superficie del suelo intercambia calor conla atmósfera y sufre las variaciones diariasde temperatura hasta una profundidad de0,5 m.

Las variaciones estacionales de temperaturason perceptibles en el terreno hasta unaprofundidad de alrededor de 10 m. A partir

de 10 m de profundidad el subsuelo escapaz de almacenar el calor que recibe ymantenerlo incluso estacionalmente, deforma que el terreno permanece a unatemperatura prácticamente constante

durante todo el año.


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YACIMIENTOS DE BAJA

TEMPERATURA

Se encuentran en cuencas sedimentarias en las que elgradiente geotérmico sea el normal o ligeramente superior. Laúnica condición geológica requerida es la existencia aprofundidad adecuada, entre 1.500 y 2.500 m, de formacionesgeológicas permeables, capaces de contener y dejar circularfluidos que extraigan el calor de las rocas.

El calor producido por la desintegración de isótoposradiactivos presentes en las rocas, es dependiente de lacomposición química y edad de las rocas.


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YACIMIENTOS DE

MEDIA TEMPERATURA

Se encuentran en cuencas sedimentarias, como los de bajatemperatura, pero a profundidades comprendidas entre 2.000 y4.000 m; en zonas de adelgazamiento litosférico; en zonas conelevada concentración de isótopos radiactivos; o en los mismos

ámbitos geológicos que los yacimientos de alta temperatura,pero a menos profundidad, menos de 1.000 m.

Yacimientos de este tipo se encuentran en discontinuidades y

fallas, el agua puede remontar fácilmente hasta la superficie,señalando su presencia mediante aguas termales.

Al igual que los yacimientos de alta temperatura, precisan deuna intrusión magmática como fuente de calor, y de un acuíferocon buena recarga.


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YACIMIENTOS DE ALTA

TEMPERATURA

Se encuentran en zonas geográficas con gradientegeotérmico extraordinariamente elevado, hasta 30 °C/100 m.

Esas zonas suelen coincidir con la existencia de fenómenosgeológicos notables, como actividad sísmica elevada,formación de cordilleras en épocas geológicas recientes,actividad volcánica muy reciente y principalmente, regionesvolcánicas situadas en los bordes de las placas litosféricas.Se suelen explotar a profundidades comprendidas entre 1.500y 3.000 m.


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SISTEMAS

GEOTÉRMICOS

Según la definición de Hochstein (1990), un sistemageotérmico puede ser definido en el siguiente modo: ¨ aguaconvectiva en la corteza superior de la Tierra la cual, transfiere

calor desde la fuente de calor hasta la superficie terrestre” .

Por lo que podemos clasificar los sistemas geotérmicos como:

- Sistemas hidrotermales- Sistemas geopresurizados- Sistema de rocas secas calientes


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SISTEMA

HIDROTERMAL

Es el más común. Se puede manifestar de diversasmaneras, dependiendo de la temperatura del fluido y de lascaracterísticas químicas (concentración de las sales, pH,presencia de gas).

En este sistema se encuentran a su vez dos grupos:

- Sistema de agua dominante

- Sistema de vapor dominante


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SISTEMA DE AGUA

DOMINANTE

Los sistemas de agua dominante producen fluidos constituidospor agua en fase líquida o bien mezclas de agua y vapor. En

este sistema se encuentra el agua a temperatura y presiónelevadas.

Se puede dividir en 2 tipos:

- Sistemas de agua caliente (30°C - 100°C)

- Sistemas de Vapor húmedo (nacientes termales ygéiseres).


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SISTEMAS DE VAPOR

DOMINANTE

Los sistemas de vapor dominante, contienen agua y vapor,pero el vapor es la fase continua y predominante (mas del

98% de la masa total del fluido), conservando de estamanera una presión constante con la profundidad.

Cuando el vapor saturado en humedad se mezcla conanhídrida carbónica e hidrógeno azufrado a temperaturasde 200-400°C, comienza a salir a la superficie terrestre,alcanza elevadas presiones (5-10 Bar) y altas temperaturas(>250°C).


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SISTEMA HOT DRY

ROCKS

Las rocas secas calientes, alcanzan temperaturas de 200-400°C, en los que se ha introducido un cuerpo magmático o

en el cuerpo magmático mismo, en fase de enfriamiento.

Están formados por “bolsas” de rocas impermeables a muyalta temperatura, debido a ello carecen de acuífero, por lo

que es necesario aportar agua de forma artificial para poderextraer el calor, además de la necesidad de crear grandessuperficies de transmisión de calor fracturando la roca.


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HISTORIA DE LA

ENERGÍA GEOTÉRMICA

Los restos arqueológicos más antiguos relacionados con laenergía geotérmica han sido encontrados en Niisato, enJapón, y son objetos tallados en piedra volcánica que datande la Tercera Glaciación, hace entre 15.000 y 20.000 años.

La extracción de azufre, travertinos, caolines, limonitas yóxidos de hierro también ha estado ligada tradicionalmente a

las fuentes termales.

En 1330 ya existía una red de distribución de agua calienteen algunas casas en Chaudes-Aigues, Francia.


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HISTORIA DE LA


El descubrimiento en 1818 de sales de boro en Larderello,Toscana (Italia), marcó el inicio de la utilización industrial de

los recursos geotérmicos. En 1827 el francés FrancoisLarderel, desarrolló un sistema para utilizar el calor de losfluidos en el proceso de evaporación, en lugar de quemarmadera de los bosques cercanos, que se encontraban en

rápida deforestación. Esta industria dio paso, en 1904, a lageneración de electricidad a partir de vapor geotérmico,entrando en funcionamiento en 1913 una central de 250 kW.


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HISTORIA DE LA


La primera red moderna de calefacción urbana alimentada porenergía geotérmica se instaló en Reikjavik, Islandia, en 1930.Desde entonces, redes de calefacción que utilizan la energíageotérmica se encuentran en funcionamiento en Francia, Italia,

Hungría, Rumanía, Rusia, Turquía, Georgia, China, EstadoUnidos y la propia Islandia.


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APLICACIONES DE LA


Entalpía es la cantidad de energía térmica que un fluido, o unobjeto, puede intercambiar con su entorno. Se expresa enkJ/kg o en Kcal/kg.

No existen aparatos que determinen directamente la entalpíade un fluido en el subsuelo, pero sí existen sondas térmicasque miden la temperatura, y como la entalpía y la temperaturapueden considerarse proporcionales, la práctica habitual ha

generalizado el empleo de las temperaturas de los fluidosgeotermales en lugar de sus contenidos en calor.


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APLICACIONES DE


Para que un recurso geotérmico pueda ser explotadoeconómicamente se necesita verificar la existencia y

localización en suelos de rocas o acuíferos; posteriormentedeterminar sus características al objeto de estimar supotencial energético. La amplitud y complejidad de losestudios previos que hay que llevar a cabo serán de mayor ode menor envergadura dependiendo del tipo de recurso quese tenga intención de explotar.


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APLICACIONES DE



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APLICACIONES DE



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Aplicaciones de energía

geotérmica


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APLICACIONES DE

ENERGÍA

GEOTÉRMICA


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APLICACIONES DE

ENERGÍA

GEOTÉRMICA


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APLICACIONES DE

ENERGÍA

GEOTÉRMICA


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APLICACIONES DE



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APLICACIONES DE



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APLICACIONES DE LA


ETAPA SUPERFICIE A

INVESTIGAR

ESTUDIOS OBJETIVOS

Reconocimiento + 10,000Km² Modelos conceptuales, geología,

geoquímica, hidrogeología.

Localizar las aéreas con mejores

posibilidades de albergar un

almacén.

Pre viabilidad 500-2,000Km² Geología, geoquímica, geofísica,hidrogeología, sondeos someros.

Determinar el modelo geotérmicopreliminar y seleccionar la

ubicación de los pozos de

investigación.

Viabilidad 10-15Km² Sondeos exploratorios, estudio

del reservorio geotermal.

Verificar las características del

yacimiento.

Determinar la conveniencia técnica

y económica de su explotación.

Desarrollo Pozos de explotación, sistema de

conducción y diseño de la planta.

Crear las condiciones para una

correcta explotación del

yacimiento.

Explotación Funcionamiento de la planta,

control del campo geotermal.

Optimizar el rendimiento de la

planta


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VENTAJAS DE LA


• Es una fuente que evitaría la dependencia energética delexterior.

• Los residuos que produce son mínimos y ocasionanmenor impacto ambiental que los originados por elpetróleo, carbón...

• Sistema de gran ahorro, tanto económico comoenergético

• Ausencia de ruidos exteriores


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VENTAJAS DE LA


• Los recursos geotérmicos son mayores que los recursos decarbón, petróleo, gas natural y uranio combinados.

• No está sujeta a precios internacionales, sino que siemprepuede mantenerse a precios nacionales o locales.

• El área de terreno requerido por las plantas geotérmicas

por megavatio es menor que otro tipo de plantas. No requiereconstrucción de represas, tala de bosques, ni construcción detanques de almacenamiento de combustibles.


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INCONVENIENTES DE LA


• En ciertos casos emisión de ácido sulfhídrico que sedetecta por su olor a huevo podrido, pero que en grandes

cantidades no se percibe y es letal.

• Contaminación térmica.

• Deterioro del paisaje.

• No se puede transportar (como energía primaria).

• No está disponible más que en determinados lugares.


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22 MARZO 2013

da Goffet al.,

1995 –

“Honduras geothermal development: regulations and opportunities”

Vulcanismo

oligo-miocenico

Vulcanismo recente di

retroarco

Vulcanismo attuale e recentedi arco

Tesis experimental sobre análisis geoquímico

del campo geotérmico en Azacualpa


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RESULTADOS DE LAS AGUAS

TERMALES


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Se nota una mayor contribucionde He en la muestra de AguaCaliente (Río Ulúa), lo cual

indica una contribucion de lacorteza terrestre (i.e. 4He).

RESULTADOS DEL GAS


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R/Ra Valor entre 3He/4He en la muestra (R) yaquel de la atmosfera Ra = 1,4 * 10-6

El único indicio de una contribución de unacomponente profunda es aquel de la relaciónisotópica 3He/4He (R/Ra) que indica una clara

influencia de una componente profunda del mantoterrestre (R/Ra=8,0) respecto al de la corteza(R/Ra=0,05). Este valor es de 3,32 –3,67‰ para

Azacualpa y 2,85‰ para Agua Caliente .


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DISCUSIÓN.

La composición sulfato-sodica de las aguas termales de Azacualpa se puedeninterpretar como el resultado de la interacción entre aguas maduras, que se hanequilibrado con silicatos de Na y K, Yeso y Carbonatos.

Se puede hacer la hipótesis que hay una contribución de la corteza superior (i) delNa debido a la alteración de las rocas ricas en feldspatos y (ii) la componente

sulfatica de la disolución del Yeso.Na-minerales + CO2 +H2O = Na+ + HCO3- + H-mineralesCaSO4 + 2HCO3- = CaCO3 + SO42- + CO2 + H2O

La relación isotópica del Azufre (δ34S 14,1-14,7 ‰ para las aguas termales del río

Jaitique) indican claramente la reacción entre agua y rocas de naturalezaevaporitica.

Las relaciones isotópicas del He (R/Ra: 2,85 y 3,67) y aquella del δ13C-CO2 (entre

-11,4 e -7,2) definen una contribución mas profunda.


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Laughlin e Goff (1991) indicaron para el área geotérmica de Azacualpa un potencial geotérmico estimado de 36 MW térmicos.

Las perforaciones geotérmicas ya realizadas no han evidenciadoniveles de rocas impermeables, capaces de garantizar la salida conpresión de los fluidos a alta temperatura.


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Contacto: Ing. Ana Gabriela Nuñez Palma

[email protected]

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