UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA

CENTRO UNIVERSITARIO DEL NORTE

CARRERA DE GEOLOGIA

ING. SILVIA CORTEZ

GEOTERMIA

SITUACION GENERAL DE LA GEOTERMIA EN GUATEMALA

JULIO MORALES RIVEIRO 200743409

HERBERTH CUC PACAY 200844080

EMILIO DIAZ CAJAS 200844087

JORGE VARGAS OCHOA 200940147

COBÁN, ALTA VERAPAZ, OCTUBRE DE 2014

INTRODUCCIÓN

Los campos geotérmicos se definen como aquellos en donde el calor interno de la Tierra puede ser usado en forma de energía para diferentes fines industriales que se transfieren entre un sistema y su entorno como resultado de una diferencia de temperatura.

En Guatemala se conocen varios sistemas hidrotermales. Geológicamente en la parte norte del país las rocas son sedimentarias, tales como calizas y areniscas, estas rocas son permeables y pueden existir fallamientos que permitan el ascenso de agua caliente y dependiendo de su gradiente de temperatura.

OBJETIVOS

Comprender lo que es un sistema hidrotermal y sus componentes.

Conocer las posibles áreas de potencia hidrotermal en Guatemala.

Determinar porque esas áreas pueden ser un sistema hidrotermal.

RECURSOS GEOTÉRMICOS Y SU DESARROLLO EN GUATEMALA

Los recursos geotermales en Guatemala son abundantes y proveen una sostenible fuente de energía. Dichos recursos se localizan a lo largo de las tierras altas volcánicas, de la cadena de arco Volcánico de centro América; la parte central sur del país. La misma energía calorífica que maneja la actividad volcánica, es almacenada en reservorios geotérmicos, con rangos de baja temperatura a Alta. En Guatemala el potencial del recurso geotérmico es estimado en un aproximado de 3320-4000 MWe, de los cuales, el recurso accesible base es de 1000MWe.

La generación bruta de energía eléctrica en el país, al año 2007, fue de 7,936.73 GWh, de los cuales el 59% termal, 38% hidroeléctrico y solamente el 3% fue geotérmico. Actualmente, la capacidad total instalada en el país es de 52MWe. Para el año 2007, la capacidad instalada de energía geotermal se incrementa 24MWe en Amatitlan.

ANTECEDENTES DE EXPLORACIÓN

El gobierno central de Guatemala, inicio la identificación y exploración de los recursos geotérmicos en el país, en el año 1972, con el financiamiento inicial de diversas organizaciones de desarrollo mundial. En 1981, un estudio de reconocimiento regional, fue llevado a acabo, con la orden de identificar y priorizar todos los recursos geotermales en el país. El resultado fue de 13 áreas geotérmicas, de las cuales 7 áreas fueron seleccionadas como las más promisorias para la generación eléctrica, debido a que presentaban rangos de temperatura de entre 230-300°C; siendo estos enlistados de forma decreciente con respecto a su prioridad: Amatitlan, Tecuanburro, Zunil I, Zunil II, San Marcos, Moyuta y Totonicapan. Las areas con prioridad secundaria, presentan baja temperatura, siendo estas: Los Achiotes, Palencia,Retana, Ayarza, Atitlan, Ipala y Motagua.

ESTUDIOS DE PRE FACTIBILIDAD EN GUATEMALA

Moyuta

Moyuta fue la primer área geotérmica en ser estudiada. Esta se localiza en la región de Jutiapa, al sureste de Guatemala. La exploración superficial llevada a cabo en 1975 sobre un área de 330Km2, realizada por el INDE en conjunto con una Compañía consultora italiana (ELC), completo los estudios con geología superficial, geoquímica y geofísica, determinando de esta forma a Moyuta con potencial económica y geotermal. Los resultados de los estudios de pre factibilidad, concluyeron que el reservorio poco profundo se localiza en el flanco norte del complejo volcánico de Moyuta, con una temperatura de reservorio estimada en 180°C. en el año 1976, se realizaron dos perforaciones exploratorias con una profundidad de 1000 metros, pero los resultados no fueron favorables y posteriormente el proyecto fue abandonado.

En el año 1990 el área de Moyuta fue reevaluada, y los datos químicos e isotópicos de las muestras de gases y agua fueron usados para estimar el potencial del área geotermal y se recomendaron nuevos sitios para perforaciones exploratorias. La distribución del desarrollo termal indica que el fluido del reservorio profundo, asciende por convección cerca del eje volcánico y presenta un control estructural, por fallas de dirección norte. Un modelo conceptual, ilustra, que el reservorio se recarga localmente y que los fluidos se calientan en el reservorio, cerca de los ejes de venas andesiticas cuaternarias formadas por un domo y flujos del complejo, con una dirección este-oeste. Dos subsistemas convectivos y de flujos de salida lateral, hacen que el sistema exponga temperaturas de 210°C al norte y 170°C al sur. Los estudios sugieren que futuras perforaciones deben realizarse cerca de la intersección de las fallas con tendencia norte y los ejes volcánicos Cuaternarios.

Tecuamburro

El area geotermal de Tecuamburro se localiza a 50 kilómetros al sureste de la ciudad de Guatemala. En el año 1981, el área fue seleccionada como una de las mas

promisorias para la generación de energía eléctrica. Las manifestaciones superficiales incluyen fumarolas, hervideros y una gran laguna acido-sulfatada formada por la explosión freática ocurrida hace 2900 años; dicha laguna llamada Ixpaco. El área geotérmica se localiza en el flanco norte del volcán Tecuanburro, el cual se compone de un gran cono andesitico con una compleja historia geológica. De 1988 a 1991, se llevaron acabo estudios de exploración superficial para determinar el área de potencial geotermal. Estos estudios incluyeron un mapa de campo, estudios vulcanologicos, un extensivo muestreo geoquímico y un análisis de fluidos geotermales de fumarolas y manantiales.

En 1991, una perforación exploratoria con una profundidad de 800 metros, no confirmo la existencia de un reservorio geotermal, pero, la temperatura al fondo de la perforación fue de 235°C. Los materiales extraídos, presentaron una secuencia alterna de flujos de lava basáltica y andesitico y depósitos piro clásticos con alteración hidrotermal. No se presentaron zonas permeables.

Los resultados generaron modelos conceptuales quedando de la siguiente manera: se presentan dos reservorios separados; uno localizado en el flanco norte del volcán Tecuanburro con temperaturas cercanas de los 300°C y el segundo (geoquímicamente distinto) con temperaturas de 165°C localizado aproximadamente a 10 kilómetros al norte del volcán.

Estudios posteriores confirman el modelo conceptual, llevando a cabo una investigación de 9km2, re calculando los datos arrojados, el potencial fue estimado en 50MWe durante 30 años con una probabilidad acumulativa del 75%.

DESARROLLO DE LOS RECURSOS GEOTERMALES

Campo Geotermico Zunil I

Luego de ser abandonado el proyecto Moyuta en el año 1977, el INDE decidió llevar a cabo estudios superficiales en el área de Zunil localizada al este del departamento de Quetzaltenango. Los estudios cubrieron un área de 310Km2, y basados en los resultados iníciales, el área de Zunil fue dividida en dos: Zunil I y II.

Una exploración profunda en Zunil I fue iniciada en 1981, con 6 perforaciones. La producción fue dividida a dos fases: reservorio liquido-dominante con temperaturas de 280°C. en el año 1991, tres nuevas perforaciones se realizaron en la parte mas profunda del campo. Los resultados de las primeras dos perforaciones iniciaron la alta producción del campo. Perforando, en la parte profunda del reservorio, confirmo la existencia de una sola fase con una alta permeabilidad por debajo de los 1000 metros con temperaturas cercanas a los 300°C. el campo fue estimado para la producción sostenible de 24 MWe durante aproximadamente 25 años. Para el año 1999, una planta de 28MWe fue instalada, denominada Orzunil, la cual produce 16MWe.

Luego de que Orzunil inicio operaciones, la producción geotermal del agua en relación a la inicial, empezó a decaer. Simulaciones del reservorio, indicaban que esto se debía a la pobre conexión hidrogeológica existente entre la zona de reinyección y la zona de producción, y aproximadamente el 86% del total de reinyección es descargada en flujos de salida lateral al este de la zona de producción.

Campo Geotermico Amatitlan

El área geotérmica de Amatitlan se localiza a 40km al sur de la ciudad de Guatemala. En 1972, se inicio el reconocimiento del área y para el año 1989 se llevo a cabo estudios exploratorios superficiales sobre un área aproximada de 170km2. Para el año 1993 se llevaron a cabo exploraciones profundas con 4 perforaciones, las cuales arrojaron resultados que confirmaban la existencia de un sistema geotermal clorurado con temperaturas de 285°C.

Pruebas de flujo de las primeras dos perforaciones, entregaban una capacidad combinada de 12MWe, y en 1992, dos perforaciones mas se realizaron al lado oeste del campo geotermal con alta permeabilidad y temperatura. Se concluyo que el reservorio de Amatitlan tiene una producción estimada de 50MWe durante 30 años.

ESTATUS ACTUAL DEL DESARROLLO GEOTÉRMICO EN GUATEMALA

El Ministerio de Energía y Minas ha publicado recientemente el "Plan Indicativo de Generación de expansión para 2012-2021." El plan es un modelo de despacho indicativo que predice los cambios proyectados en la generación de Guatemala para los próximos 15 años.

El modelo de despacho se utiliza para optimizar todos los proyectos nuevos y disponibles de generación eléctrica y predice qué proyectos o bloques de generación

garantizan los costos de energía más bajos a los consumidores finales. También calcula cómo afectará a la matriz energética del país en el futuro. El modelo tiene en cuenta los nuevos proyectos que se han presentado en diferentes instituciones de gobierno y que tienen suficiente información técnica y comercial disponible para modelarlos. Los proyectos incluyen utilizar los recursos renovables y los recursos no renovables.

El modelo predice que para el año 2021, la demanda de energía en Guatemala crecerá en más de 1.251 MW y llegar a una demanda total de 2.785 MW, con un incremento de 85 MW / año. También se espera que la demanda de energía crecerá en más de 10.831 GWh, duplicando la demanda energética actual, y alcanzando un total de 19.255 GWh, con un aumento de 722 GWh / año.

En particular, el modelo de despacho muestra un dramático cambio en la combinación de generación de Guatemala con un total de 1.685 MW proyectada para ser instalada en el año 2021, el 83,7% proviene de recursos renovables (1.110 MW de hidráulica, de 300 MW de energía geotérmica y 275 MW de carbono).

Se espera que la capacidad geotérmica debe estar en línea para el año 2017. Se trata de un aumento sustancial de la capacidad instalada y coloca a la energía geotérmica como un recurso económico importante dentro de la combinación energética de Guatemala.

PROYECTOS GEOTÉRMICOS EN FUNCIONAMIENTO

Proyecto Geotérmico Amatitlán

El área geotérmica Amatitlán se encuentra a 40 km al sur de Ciudad de Guatemala. La exploración de perforación profunda confirmó la existencia de un rico sistema geotérmico clorurado profundo con una temperatura de 285 ° C. En 2001 se adjudicó la concesión del campo geotérmico Amatitlán, bajo el acuerdo de contrato, se espera que la capacidad de campo para llegar a 50 MWe. En 2006 la compañía comenzó la primera fase de la construcción de una central eléctrica binaria con una capacidad instalada de 20 MWe.

La planta entró en servicio en agosto de 2007 la producción de un total de 340 t / h de vapor y salmuera de 4 pozos de producción y reinyecta al 100%. En 2010, la planta fue puesta fuera de servicio después de sufrir daños de la erupción del volcán Pacaya. A raíz de las reparaciones y el mantenimiento, la planta fue puesta de nuevo en línea en plena capacidad operativa en un tiempo de 3 meses.

Proyecto geotérmico Zunil I

La exploración en el campo geotérmico Zunil, inició en 1981 con 6 pozos exploratorios profundos. La producción se logro a partir de un depósito de líquido dominado en dos fases con una temperatura de 280 ° C En 1999, a través de un Acuerdo de Compra de Energía (PPA) entre el INDE y Ormat Inc., una planta de energía geotérmica de 24 MW fue comisionado. En los últimos años el campo Zunil me ha visto una disminución en la producción debido a la disminución de las presiones del yacimiento.

En el futuro tendrán que ser perforado mas pozos para aumentar la producción del campo. Sin embargo, el INDE en el futuro aún planea evaluar estos pozos antes de que se tome una decisión de utilizar su producción para abastecer a una unidad de contrapresión de 5 MW o para conectarlos a la planta existente Orzunil

PROYECTOS GEOTÉRMICOS EN DESARROLLO

Proyecto Geotérmico de Cerro Blanco

Cerro Blanco es un sistema geotérmico de temperatura moderada que fue descubierto en 1997 durante la exploración de oro en el sureste de Guatemala. Este sistema está asociado con volcanismo bimodal basalto-riolita, y se produce junto a el Cerro Blanco depósito de oro epitermal de 2.000.000 oz. Se encontraron fluidos a temperaturas de hasta 180 ° C en sondajes de exploración de oro profundas 150-400m. Geotermometría en aguas termales y fluidos del pozo indicó que la mayoría de fluidos se derivaron de las aguas poco profundas 180 ° C depósito, pero que las temperaturas eran al menos de 220 ° C.

Un estudio exhaustivo de resistividad MT sugirió que el depósito más profundo fue al noreste de Cerro Blanco, y muestras un alto control estructural de la permeabilidad en la profundidad. Cuatro perforaciones de entre 1000-1500m de profundidad fueron realizadas en 2008-09 para confirmar la naturaleza del depósito profundo.

Goldcorp planea desarrollar el sistema geotérmico para proporcionar energía geotérmica para la propuesta mina de oro y el poder excedente para la red nacional. En 2011, un estudio ambiental fue sometido por MARN para la construcción de una planta de energía geotérmica y el desarrollo del campo.

Proyecto El Ceibillo Geotérmica

El proyecto geotérmico El Ceibillo se encuentra 14 km al sur de la Ciudad de Guatemala, cerca de la ciudad de Amatitlán en el departamento de Guatemala. Su potencial es un estimado de 25 MW. El proyecto consta de 7 pozos de poca profundidad que van desde 170 hasta 600 m de profundidad.

Cuatro de los pozos existentes (B-4, B-6, B-7 y B-8) será profundizado a una profundidad de 1.000 m para evaluar el depósito más profundo. El recurso fue descubierto primero en la década de 1990 cuando Blotequa, SA, una compañía privada que fabrica bloques, perforo en el area y descubrieron un depósito a baja temperatura con una temperatura de 185- 204 ° C. Dos pozos se utilizan producir agua caliente y se utilizan en el proceso de de curado de bloque. Este proyecto fue el primero en la utilización directa de la energía geotérmica en Centro America.

En 2009 US Geothermal, SA se concedió un permiso ambiental por parte del Ministerio de Medio Ambiente y Recursos Naturales (MARN) para volver a perforar los 4 pozos. En 2010 el proyecto fue adjudicado a una concesión geotérmica con una superficie total de 100 km2. La concesión se encuentra dentro de la Reserva de la geotérmica Amatitlán. El desarrollo de la zona de El Ceibillo ha sido posible gracias a una negociación de éxito con la autoridad local para los derechos del proyecto. Recientemente, US Geothermal anunció que estaba desarrollando un PPA para el proyecto El Ceibillo y en busca de una venta minoritaria de capital a un socio cualificado local.

Joaquina Proyecto Geotérmico

El proyecto Joaquina se encuentra en la parte central de Guatemala a unos 35 km al noreste de la ciudad de Guatemala y cerca de las pequeñas ciudades de Santo Domingo y San José del Golfo, en el departamento de El Progreso. El área contiene formaciones meta-volcánicas y sedimentarias del Mesozoico meta-sobreyacidas al sur por rocas volcánicas del Terciario y Cuaternario.

La zona de Joaquina contiene varios manantiales hirviendo de aguas termales a lo largo del Río de las Cañas. La temperatura del recurso se calcula que es de 180 ° C sobre la base de geotermómetros de aguas termales. Esto tendrá que ser confirmado con una nueva evaluación geoquímica.

En 2011, el MEM otorgó Recursos del Golfo, SA una concesión temporal de 9 km2 para llevar a cabo estudios de exploración de superficie con el fin de definir las características del recurso geotérmico.En 2012, la compañía tiene previsto iniciar un programa de perforación para confirmar el recurso.

Proyecto Geotérmico Atitlán

El área geotérmica de Atitlán se encuentra en la parte occidental de Guatemala a unos 100 kilómetros al oeste de la Ciudad de Guatemala en el Lago de Atitlán, en el departamento de Sololá. El área de Atitlán contiene una gran estructura de caldera del Cuaternario. Tres volcanes compuestos cuaternarios, Atitlán, Tolimán y Volcán San Pedro, están situadas en las márgenes sur y suroeste de la caldera y han producido

material volcánico que incluye lavas y depósitos piroclásticos de composición andesítica.

Se cree que un flujo de lava en el flanco norte del volcán Tolimán son jóvenes como de unos pocos miles de años basado en el espesor de los sedimentos acumulados en la parte sublacustral del flujo. Varias áreas con aguas termales se encuentran a lo largo de las orillas del Lago de Atitlán.

El análisis geoquímico de las aguas indican una temperatura de 185 ° C, pero esto tendrá que ser confirmada con nuevos estudios. Una concesión temporal fue dada en 2011 y cubre 483 km2 para la exploración.

Proyecto geotérmica La Chinita

El Proyecto La Chinita se encuentra en la parte central de Guatemala a unos 180 km al noreste de la Ciudad de Guatemala, cerca de las ciudades de San Cristóbal Acasaguastlán y Cabañas en los departamentos de El Progreso y Zacapa.

El área de estudio se encuentra a lo largo del sistema de fallas de Motagua, una falla de deslizamiento lateral izquierdo. Meta-sedimentarias del Paleozoico y formaciones meta-volcánicas afloran en las montañas al norte y al sur del valle del río Motagua. El valle está lleno de volcanoclásticos del Cuaternario y unidades de rocas sedimentarias.

El análisis geoquímico de las aguas indican una temperatura de 160 ° C, pero se necesita un nuevo estudio geoquímico para confirmar este valor. No hay estructuras volcánicas lo suficientemente grandes como para constituir una fuente de calor y basados en las características geológicas de la zona, el sistema geotérmico es el resultado de aguas profundas bajo altas presiones a lo largo de la falla transformante.

En 2011, el MEM otorgó a Recursos del Golfo, SA una concesión temporal de 135 km2 para llevar a cabo estudios de exploración de superficie con el fin de definir las características del recurso geotérmico.

Proyecto Geotérmico Gloria

El proyecto Gloria se encuentra en la parte Central de Guatemala a unos 35 kilometros al noreste de la Ciudad de Guatemala, Cerca de las Ciudades de Palencia y Sanarate en los departamentos de Guatemala y El Progreso. El área de Estudio Contiene Rocas Volcánicas del Terciario y Cuaternario que cubren las Formaciones de meta-sedimentos y meta-Volcánicas mesozoicas.

El área contiene a Cerro El Volcán, La Estructura volcánica más grande, y varios otros conos de ceniza basaltica al norte. Geotermómetros de aguas termales indican una temperatura de 185 ° C.

En 2011, el MEM otorgó a Recursos del Golfo, SA una concesión temporal de 565 km2 para Llevar un Cabo Estudios de exploración de Superficie en búsqueda de definir el recurso geotérmico.

Proyecto Geotérmico Clare

El proyecto geotérmico Clare se encuentra en el este de Guatemala a unos 100 km al este de la ciudad de Guatemala y cerca de las ciudades de Ipala y Quezaltepeque, en el departamento de Chiquimula. El área geotérmica se encuentra en el este de Guatemala, una región tectónicamente activa con un ambiente tectónico complejo que ha creado una zona de grieta de extensión en la parte occidental de la Placa del Caribe.

La zona de la grieta se encuentra en el este de Guatemala y se extiende en direccion NS del arco volcánico al sistema transformante de fallas Motagua y Jocotán. El área contiene una amplia cuenca que se extiende por 70 km de norte a sur a lo largo de su eje central.

El área de concesión se encuentra en el flanco oriental del volcán de Ipala, un gran estratovolcán de composición basáltica ubicada en la porción central del graben; varios conos de ceniza Cuaternario más jóvenes y los respiraderos de fisuras se encuentran en todo el graben. Formaciones volcánicas del Terciario flanquean el graben al este y las unidades sedimentarias del Cuaternario volcanoclásticos llenan la cuenca. Geotermómetros de manifestaciones superficiales indican una temperatura de recursos de 155 ° C En 2011, el MEM otorgó a Recursos Del Golfo, SA una concesión temporal de 55 km2 para llevar a cabo estudios de exploración de superficie con el fin de definir las características del recurso geotérmico.

Proyecto Geotérmico Ambar

El proyecto geotérmico Ambar se encuentra en el este de Guatemala a unos 100 km de la ciudad de Guatemala y cerca de las ciudades de Agua Blanca, Ipala y San Luis Jilotepeque, en los departamentos de Jutiapa, Jalapa y Chiquimula.

El área está ubicada en el flanco occidental del volcán de Ipala en el graben de Ipala. El área contiene formaciones volcánicas del Terciario que flanquean el graben al oeste y formaciones volcánicas más jóvenes del Cuaternario de composición andesítico basáltica se generaron de respiraderos de fisuras y conos de ceniza. Formaciones volcanoclásticos también se encuentran dentro de la fosa tectónica.

El análisis geoquímico de las aguas termales dan una temperatura de recursos de 155 ° C. Una concesión temporal de 55 km2 se concedió a Recursos Del Golfo SA en el año 2011 por el MEM para llevar a cabo estudios de exploración de superficie y evaluar el recurso.

CONCLUSIONES

- Un sistema hidrotermal es aquel donde se puede aprovechar el calor interno de la tierra llevado a la superficie por medio de tectonismo, fallamiento o volcanismo. Entre sus componentes se mencionan las áreas termales que se pueden encontrar en toda la superficie de la tierra, pero solo aquellas que se encuentran en rocas permeables, fallas o áreas volcánicas son llamadas campos geotérmicos ya que la temperatura a la que se encuentran hace posibles diferentes actividades industriales.

- En Guatemala existen diferentes áreas con posibles sistemas hidrotermales, ya que principalmente en el área volcánica se ha podido aprovechar esta energía renovable. Entre los más importantes se mecionan: Zunil, Tecuamburro, San Marcos, Moyuta, Totonicapan, Atitlán, Palencia, Motagua, Ayarza, Retana, Ixtequeque Ipala, Los Achiotes.

- Estas áreas de interés geotérmico se encuentran asociadas a volcanismo y fallamiento principalmente generando temperaturas altas que son aprovechadas en la actividad industrial.

- Estas áreas son de un aporte económico para el país, por lo que la mayoría se encuentra con altas temperaturas, siendo estas aprovechables, si se desea.