UNIDAD 7 GEOHIDROLOGIASubtema 7.1 CONCEPTOS BASICOS

Geohidrologia

Estudia el almacenamiento, circulación y distribución de las aguas terrestres en las zonas saturadas y no saturadas de las formaciones geológicas teniendo en cuenta sus propiedades físicas y químicas y sus interacciones con el medio físico y biológico. La porción superficial porosa de la corteza terrestre puede ser divida en dos zonas: la de saturación y la suprayacente o de aeración. La zona de saturación es aquella cuya superficie superior está limitada por el nivel de aguas freáticas o por una formación impermeable. La zona suprayacente o de aeración, comprende desde el nivel de aguas freáticas hasta la superficie.

El agua que se encuentra en la zona de saturación se llama generalmente agua del subsuelo; al agua de la zona de aeración se le denomina agua vadosa o queda incluida en la designación de humedad del subsuelo.

Nivel de aguas freáticas y faja de capilaridadInmediatamente arriba del manto freático se encuentra la faja de capilaridad, en la cual el agua se halla colgada, como si hubiera tubos capilares irregulares. El manto freático es una superficie imaginaria que señala el nivel hidrostático al que se encuentra el agua subterránea bajo la presión atmosférica. La superficie real del agua es irregular en la parte superior de la faja de capilaridad. Cuando el manto freático baja por causas naturales o por bombeo, la faja capilar también desciende y el agua que llenaba los intersticios es evacuada parcialmente.

Infiltración y recarga de acuíferosUn acuífero es una roca que contiene agua. Los movimientos del agua en las rocas y en los suelos forman parte del ciclo hidrológico. El primer paso en la etapa subterránea del ciclo es la infiltración, el agua percolada puede seguir dos caminos. Uno, permanecer en el suelo hasta ser devuelta a la atmósfera por evaporación directa, por transpiración de las plantas o bien ir hacia abajo hasta llegar al nivel de aguas freáticas a juntarse con el resto del agua del subsuelo. Tanto la infiltración como la recarga del agua del subsuelo, se ven afectadas de manera complicada por las variaciones en la precipitación y por las diferencias que hay en las rocas en cuanto a las facilidades de infiltración.

La permeabilidad de las rocasSe refiere a la capacidad de la roca para transmitir agua

En las Rocas Duras la permeabilidad está determinada por el tamaño de las fracturas, diaclasas, y por el tamaño de las aberturas a lo largo de los planos de estratificación y el tamaño de las cavidades producto de la disolución.

En las Rocas Blandas la permeabilidad está relacionada con el tamaño de los granos y la selección de los mismos. Altas permeabilidades están asociadas a rocas compuestas de granos redondeados y gruesos que se encuentran bien seleccionados

La permeabilidad de las rocas puede diferir grandemente aún en una misma formación, el material más permeable permite el paso del agua con 450 millones de veces más facilidad que el menos permeable.

Frecuentemente las rocas poseen cierta estructura, y el flujo del agua es controlado por la alteración de capas permeables e impermeables, por los echados y pliegues, por discordancias, por fallas, diques, mantos y otras muchas estructuras.

Subtema 7.2 CICLO HIDROLOGICOEl ciclo hidrológico o ciclo del agua es el proceso de circulación del agua entre las distintas partes de la hidrósfera. Se trata de un ciclo biogeoquímico en el que hay una intervención de reacciones químicas, y el agua circula de unos lugares a otros o cambia de estado físico.

La mayor parte de la masa del agua se encuentra en forma líquida, sobre todo en los océanos y mares y en menor medida en forma de agua subterránea o de agua superficial como en los lagos, ríos y arroyos. La segunda fracción, por su importancia, es la del agua acumulada como hielo sobre todo en los casquetes polares ártico y antártico, con una participación pequeña de los glaciares de montaña,

sobre todo de las latitudes altas y medias, y de la banquisa. Por último, una fracción menor está presente en la atmósfera como vapor o, en estado gaseoso, como nubes. Esta fracción atmosférica es sin embargo muy importante para el intercambio entre compartimentos y para la circulación horizontal del agua, de manera que se asegura un suministro permanente a las regiones de la superficie continental alejadas de los depósitos principales.

El agua de la hidrósfera procede de la desgasificación del manto, donde tiene una presencia significativa, por los procesos del vulcanismo. Una parte del agua puede reincorporarse al manto con los sedimentos oceánicos de los que forma parte cuando éstos acompañan a la litosfera en subducción.

El ciclo hidrológico está dividido en dos ciclos, el ciclo interno y el ciclo externo. El ciclo interno consiste en lo siguiente: El agua de origen magmático formada mediante reacciones químicas en el interior de la tierra sale a través de volcanes y fuentes hidrotermales, y se mezcla con el agua externa. Se

termina cuando el agua de los océanos se introducen por las zonas de subducción hasta el manto.

Los principales procesos implicados en el ciclo del agua son:

1.º Evaporación: El agua se evapora en la superficie oceánica, sobre la superficie terrestre y también por los organismos, en el fenómeno de la transpiración en plantas y sudoración en animales. Los seres vivos, especialmente las plantas, contribuyen con un 10 % al agua que se incorpora a la atmósfera. En el mismo capítulo podemos situar la sublimación, cuantitativamente muy poco importante, que ocurre en la superficie helada de los glaciares o la banquisa.

2.º Condensación: El agua en forma de vapor sube y se condensa formando las nubes, constituidas por agua en gotas minúsculas.

3.º Precipitación: Se produce cuando las gotas de agua que forman las nubes se enfrían acelerándose la condensación y uniéndose las gotas de agua para formar gotas mayores que terminan por precipitarse a la superficie terrestre en razón a su mayor peso. La precipitación puede ser sólida (nieve o granizo) o líquida (lluvia).

4.º Infiltración: Ocurre cuando el agua que alcanza el suelo, penetra a través de sus poros y pasa a ser subterránea. La proporción de agua que se infiltra y la que circula en superficie (escorrentía) depende de la permeabilidad del sustrato, de la pendiente y de la cobertura vegetal. Parte del agua infiltrada vuelve a la atmósfera por evaporación o, más aún, por la transpiración de las plantas, que la extraen con raíces más o menos extensas y profundas. Otra parte se incorpora a los acuíferos, niveles que contienen agua estancada o circulante.

5.º Escorrentía: Este término se refiere a los diversos medios por los que el agua líquida se desliza cuesta abajo por la superficie del terreno. En los climas no excepcionalmente secos, incluidos la mayoría de los llamados desérticos, la escorrentía es el principal agente geológico de erosión y de transporte de sedimentos.

6.º Circulación subterránea: Se produce a favor de la gravedad, como la escorrentía superficial, de la que se puede considerar una versión. Se presenta en dos modalidades:

Primero, la que se da en la zona vadosa, especialmente en rocas karstificadas, como son a menudo las calizas, y es una circulación siempre pendiente abajo.

Segundo, la que ocurre en los acuíferos en forma de agua intersticial que llena los poros de una roca permeable, de la cual puede incluso remontar por fenómenos en los que intervienen la presión y la capilaridad.

7.º Fusión: Este cambio de estado se produce cuando la nieve pasa a estado líquido al producirse el deshielo.

8.º Solidificación: Al disminuir la temperatura en el interior de una nube por debajo de 0 °C, el vapor de agua o el agua misma se congelan, precipitándose en forma de nieve o granizo, siendo la principal diferencia entre los dos conceptos que en el caso de la nieve se trata de una solidificación del agua de la nube que se presenta por lo general a baja altura. Al irse congelando la humedad y las pequeñas gotas de agua de la nube, se forman copos de nieve o granizo. El proceso se repite desde el inicio, consecutivamente por lo que nunca se termina, ni se agota el agua.

Subtema 7.3 TIPOS Y CLASIFICACION DE ACUIFEROSSe puede hablar de distintos tipos de acuíferos desde diferentes puntos de vista:

- Por el tipo de materiales o terrenos que lo constituyen, hay:

Acuíferos porosos: Donde la porosidad es primaria y resulta de los huecos que quedan al sedimentar las rocas detríticas. Los poros representan el único tipo de vacíos que poseen las rocas no-consolidadas, en estos el agua circula a través de sus poros o espacios existentes entre los granos del terreno. Buen ejemplo de ellos son las arenas, areniscas y toscas o calcarenitas que cortan los sondeos, en los primeros 50 a 150 metros de profundidad, de la zona central del campo. }

Acuíferos fisurados, Donde la porosidad es secundaria y resulta de procesos de fracturación y meteorización de rocas impermeables. Las grietas, fracturas y diaclasas son los tipos de vacíos principales e importantes en todas las rocas consolidadas, donde la circulación del agua se produce por fisuras, grietas y oquedades del terreno. Es el caso de las calizas y dolomías de Sierra de Gándor. Las captaciones en estos acuíferos suelen tener mayores rendimientos que los anteriores.

Acuiferos Karsticos: Donde la porosidad es secundaria y resulta de procesos de disolución de rocas solubles (en especial las calizas). Los vacíos tipos "karst" son una forma especial de los vacíos de

grietas en rocas solubles como caliza (incluyendo espacios muy grandes como las cuevas).

 Por el grado de presión a que están sometidos:

Acuíferos libres: También llamados no confinados o freáticos.En ellos existe una superficie libre y real del agua encerrada, que está en contacto con el aire y a la presión atmosférica. Entre la superficie del terreno y el nivel freático se encuentra la zona no saturada. El nivel freático define el límite de saturación del acuífero libre y coincide con la superficie piezométrica. Su posición no es fija sino que varía en función de las épocas secas o lluviosas.

Acuíferos cautivos artesianos: o confinados: los que están como tapados a presión por un terreno impermeable situado encima. Cuando se hace un sondeo en los mismos, al cortar el agua sube el nivel hasta decenas o centenares de metros.

Por su situación geográfica:

Acuíferos costeros, son los que están en contacto con el mar y, por tanto, tienen una zona invadida por agua salada.

Acuíferos no costeros o continentales, los que no tienen contacto alguno con el mar, pudiendo estar relacionados, o no, con ríos o ramblas.

Acuíferos semiconfinados: El muro y/o techo no son totalmente impermeables sino que son acuitardos y permiten la filtración vertical del agua y, por tanto, puede recibir recarga o perder agua a través del techo o de la base. Este flujo vertical sólo es posible si existe una diferencia de potencial entre ambos niveles.

Acuíferos colgados: Se producen ocasionalmente cuando, por efecto de una fuerte recarga, asciende el nivel freático quedando retenida una porción de agua por un nivel inferior impermeable.

Acuíferos multicapa. Son un caso particular (y frecuente) de acuíferos en los que se suceden niveles de distinta permeabilidad.

Acuíferos detríticos: son acuíferos constituidos por materiales no Consolidados. Generalmente suelen estar constituidos por arenas, gravas y arcillas. En función de la cantidad y distribución de los estos materiales podrán suministran un mayor o menor caudal. El agua se sitúa en los poros intergranulares del material.

Subtema 7.4 ACUIFEROS EN MATERIALES NO CONSOLIDADOS

Los acuíferos que se presentan con mayor frecuencia están formados por depósitos no consolidados de materiales sueltos, tales corno arenas, gravas, mezclas de ambos, etc. Debido, en general, a sus buenas condiciones de recarga y poca profundidad de su nivel piezométrico, suelen dar buenos caudales de agua si se los explota convenientemente.

Su permeabilidad es debida fundamentalmente a porosidad primaria intergranular. Por lo tanto estos acuíferos estarán constituidos por aquellas formaciones geológicas de carácter detrítico cuyo componente mayoritario son partículas de tamaño como mínimo arenas. De esta forma, cuando se habla de acuíferos detríticos no consolidados se está haciendo referencia a depósitos sedimentarios dominados por arenas, gravas, arcosas, areniscas, conglomerados, etc. Las conductividades hidráulicas de este tipo de acuíferos están entre las más altas de las existentes en la corteza terrestre. Por lo general, los acuíferos en sedimentos no consolidados se desarrollaron en formaciones geológicas de edad reciente, normalmente correspondientes a depósitos sedimentarios del cuaternario o del

terciario. Otra característica importante de este tipo de formaciones es que suelen corresponder a depósitos someros, que se extienden en profundidad unas cuantas decenas de metros, aunque en ocasiones pueden presentar espesores muy superiores.

En teoría, cualquier formación sedimentaria no consolidada que cumpla los requisitos comentados anteriormente es capaz de construir un acuífero. Por lo tanto cabría hablar de acuíferos en formaciones de origen aluvial y fluvial, glaciar y periglaciar, deltaico, eólico, etc.

•Formaciones de origen eólico forman acuíferos de alta permeabilidad y extremadamente homogéneos debido a sus características granulométricas muy bien seleccionadas.

•Formaciones de origen glaciar se puede realizar la misma estimación en cuanto al alto grado de especificidad.

•En cuanto a los depósitos aluviales y fluviales, y en especial los más recientes suelen tener un interés especial puesto que suelen estar conectados con los sistemas fluviales y aluviales funcionales en la actualidad. Además, las terrazas fluviales de los grandes ríos son zonas donde han proliferado núcleos de población importante.

Subtema 7.5 ACUIFEROS EN ROCAS IGNEAS

Se trata de materiales cuya permeabilidad primaria es muy reducida. Sin embargo, este carácter de acuífugos se ve modificado frecuentemente por la presencia de discontinuidades que aportan a las rocas una permeabilidad secundaria nada despreciable, y que da lugar a acuíferos heterogéneos, de pequeñas reservas y recursos,  pero que pueden resolver problemas de abastecimiento de pequeños núcleos urbanos.

Acuíferos en materiales volcánicos: Se trata de formaciones en los que el carácter predominante es el de su elevada permeabilidad, y en las que el objetivo principal de la prospección se centra en localizar las barreras hidrogeológicos, constituidas por los diques y filones, así como por las cineritas y los suelos alterados y meteorizados.

Subtema 7.6 ACUIFEROS EN ROCAS SEDIMENTARIAS

Las rocas sedimentarias presentan notables diferencias entre unas y otras, al tratarse de materiales consolidados:

Las sedimentarias detríticas (conglomerados, areniscas), originadas a partir de la compactación de sedimentos sueltos, pueden o no consituir buenos acuíferos dependiendo del tamaño de las parículas, su grado de compactación y cementación, el tipo de cemento, etc.

Entre las sedimentarias de tipo químico, las calizas tienen una enorme importancia como rocas en cuyo seno se sitúan importantes acuíferos.

Formadas casi exclusivamente por carbonato cálcico, las calizas son rocas insolubles en agua y, en principio, muy poco permeables. Pero poseen frecuentemente numerosas superficies de discontunuidad en forma de planos de estratificación, diaclasas, grietas y fisuras, a favor de las cuales las aguas pueden infiltrarse.

Si estas aguas de infiltración están acidificadas por llevar disuelto dióxido de carbono, disuelven a las calizas y todas las oquedades en contacto con el agua aumentan progresivamente de tamaño a medida que las aguas las recorren. Este fenómeno se conoce como karstificación, y debido a él los macizos calcáreos llegan a tener grandes oquedades en su interior, en forma de galerías, grutas y cavernas por las que circula y se almacena el agua. En estos acuíferos, si las aguas no ocupan todo el volúmen de las cavidades, circulan como las corrientes superficiales.

Estos acuíferos cársticos son en parte conocidos y se han popularizado debido a la belleza de las grutas, ocupadas

parcialmente de agua en forma de lagos y tapizadas con depósitos calcáreos de estalactitas y estalagmitas.

Como su morfología es conocida, mucha gente cree que las aguas en el subsuelo siempre circulan como lo hacen en estas formaciones, de forma que es muy habitual que se identifiquen las aguas subterráneas en general, con algunas de las características más evidentes de la circulación cárstica en particular. Una de las ideas incorrectas más comunes en el imaginario colectivo acerca de las aguas subterráneas es la de que, en el interior de la tierra, éstas circulan siempre a través de grandes oquedades que las aguas recorren en forma de ríos, o en las que se remansan originando lagos, y que, en definitiva, las aguas subterráneas son una réplica de las superficies.

Subtema 7.7 ACUIFEROS EN ROCAS METAMORFICAS

Las rocas metamórficas son rocas ígneas o sedimentarias que han experimentado profundas transformaciones físicas y químicas, dando lugar a cambios en la propia estructura de la roca, ajustándose a las nuevas condiciones de presión, temperatura y posibles aportes químicos (ejemp. Pizarras, esquistos, migmatitas, gneiss, mármoles, etc.)Las posibilidades de formar acuíferos en estas rocas quedan reducidas a la zona alterada superficial o a las fracturadas por fallas y diaclasas, que permiten una apreciable circulación de agua, ya que son normalmente permeables en la zona donde las fisuras están abiertas. Los gneis ácidos que contienen cuarzo están suletos a meteorización, dando lugar a aluciones arenosos. Las calizas (carbonatos) metamórficas cristalinas son propensas a sufrir karstificación, de manera que suelen contener agua subterránea kárstica.

La mayor parte de la región extremeña (60%) está constituida por pizarras, grauvacas y cuarcitas pertenecientes al Precámbrico y al Paleozoico. Rocas que a diferencia de las magmáticas (granitos), se muestran normalmente muy fracturadas hasta grandes profundidades, por lo cual son consideradas como semipermeables y llegan a proporcionar caudales de hasta diez litros/segundo. No obstante, dentro de las rocas pizarrosas existen tipos muy variados y no todos presentan iguales características hidrogeológicas. Las pizarras arcillosas, cuyas fracturas se encuentran taponadas por productos arcillosos, resultan acuíferos pobres con poca o nula permeabilidad mientras que las pizarras areniscas, las cuarcitas y las grauvacas, presentan fracturas limpias que pueden proporcionar caudales de medio litro a dos litros por segundo cada una. Por tanto, el éxito de

una perforación en estas rocas, está condicionado al número de fracturas abiertas que puedan cortarse y a las conexiones de éstas con otras fracturas extendidas en una amplia zona de recarga.

Subtema 7.8 PROVINCIAS HIDROGEOLÓGICAS DE MÉXICO.

1. Península de baja california: Valles relativamente planos que tienen como base gruesos deposito s de aluvión separadas por montañas alineadas, compuestas por rocas sedimentarias y metamórficas de edad mesozoica y rocas volcánicas del cenozoico

2. Planicie costera del pacifico: Planicies costeras que en algunas áreas se internan al continente varias decenas de kilómetros, compuestas por sedimentos arenosos hacia el interior sus bases la forman rocas intrusivas y metamórficas del mesozoico y volcánicas del cenozoico.

3. Sierra madre occidental: Una región disectada relativamente alta compuesta por una compleja secuencias de rocas volcánicas del cenozoico, compuestas en algunos lugares por delgados depósitos de suelos residuales.

4. Cuencas aluviales del norte: Valles relativamente planos que tiene como base gruesos depósitos aluviales, separados por alargadas y descontinuadas cadenas de montañas compuestas, en parte de rocas

sedimentarias paleozoicas y mesozoicas, y en parte de rocas volcánicas de cenozoico.

5. Sierra madre oriental: Áreas relativamente alta de cadena de montañas anticlinales y valles sinclinales, compuestas por rocas sedimentarias del mesozoico, compuestas por delgadas capas de suelos residuales.

6. Meseta central: Valles relativamente planos que tienen como base gruesos depósitos aluviales separados por grandes cadenas de montañas. Compuestas por rocas sedimentarias del paleozoico y mesozoico y por rocas volcánicas del cenozoico.

7. Planicie costera del golfo de México: Planicies relativamente bajas, poco disectada, que descansa sobre una interestratificación compleja de arenas limos y arcillas del mesozoico y cenozoico que progresivamente se hacen más densos hacia la costa.

8. Faja volcánica tras mexicana: Un área de montañas altas compuestas por una secuencia compleja de rocas volcánicas del cenozoico, con fosas profundas rellenadas con material lacustre del terciario y cuaternario.

9. Sierra madre del sur: Áreas montañosas altamente disectada compuestas por rocas metamórficas y paleozoicas, rocas sedimentarias del mesozoico y rocas volcánicas del mesozoico y cenozoico, cubiertas en la altiplanicie por suelos residuales y en las costas por material granular.

10.Sierra y valle del sureste: Áreas relativamente alta de cadena montañosa anticlinales y valles sinclinales, compuestas por rocas sedimentarias del mesozoico, cubierta por una delgada capa de suelos residuales.

11.Península de Yucatán: Una extensa planicie baja constituida por rocas carbonatadas consolidadas y semi consolidadas del cenozoico.

UNIDAD 8 GEOTERMIA

Subtema 8.1 CONCEPTOS FUNDAMENTALES

¿Qué es Geotermia?

La geotermia es una rama de la ciencia geofísica que se dedica al estudio de las condiciones térmicas de la Tierra. Uno de los frutos de la técnica más notables, es la extracción de la energía geotérmica. Es la energía termal acumulada bajo la superficie de la tierra en zonas de agua de alta presión, sistemas de vapor o de agua caliente, así que en rocas calientes. La energía termal usada consiste en

parte de la corriente permanente de calor desde el núcleo de la tierra, a través del manto y hasta la superficie, dónde la energía está desprendido a la atmósfera. La otra parte forman procesos de desintegración radiactiva que suceden naturalmente en el manto y liberan energía. Geotermia es una palabra de origen griego, que deriva de "geos" que quiere decir tierra, y de "thermos" que significa calor: el calor de la tierra.

¿Qué es una región geotérmica?

Es aquella parte de la energía que puede ser utilizada por el hombre. Con las técnicas actuales de perforación y extracción de los fluidos geotérmicos, una gran parte del recurso no es todavía explotable por problemas técnicos de extracción,

aunque, con los avances tecnológicos previsibles, lo puede ser en un futuro próximo. Para poder extraer la energía geotérmica es necesaria la presencia de yacimientos de agua cerca de estas zonas calientes. La explotación de esta fuente de energía se realiza perforando el suelo y extrayendo el agua caliente. Si su temperatura es suficientemente alta, el agua saldrá en forma de vapor y se podrá aprovechar para accionar una turbina .El calor almacenado en el subsuelo se transporta a la superficie mediante agua almacenada en un acuífero y, según sea su temperatura y presión, esta puede estar en forma de vapor o de líquido o ser una mezcla de ambos. Para que la energía pueda ser explotada deben presentarse unas condiciones geológicas determinadas y, en este caso, diremos que se trata de un yacimiento geotérmico.

Las condiciones geológicas básicas son:

• Existencia de un flujo de calor elevado capaz de calentar suficientemente e lagua o el vapor. Generalmente el flujo de calor elevado es consecuencia de una fuente de calor (intrusión ígnea joven) situada en la corteza superior (1-10km)

• Presencia de una capa de alta porosidad y permeabilidad (acuífero), a una profundidad razonable (no muy superior a 1-2 km), que permita la acumulación y circulación de agua y vapor. Como el agua generalmente procede de la lluvia, se necesita una buena conexión entre el acuífero y la superficie con el fin de asegurar una recarga abundante.

•Una roca impermeable por encima del acuífero que actué de cobertura e impida que el agua escape.

¿Cómo se forma?

La corteza terrestre no es lisa, está dividida en ocho grandes placas y más de 20 placas más pequeñas que se mueven y empujan unas a otras lentamente, a unos 5 a 10 centímetros al año, que es más o menos a la misma velocidad con que crecen tus uñas.

Cuando las placas se juntan, una puede deslizarse bajo la otra, permitiendo la generación de magma que, en ocasiones, puede llegar a la superficie generando volcanes. En la mayoría de los casos, el magma no sale al exterior, pero es capaz de calentar grandes zonas subterráneas.

Esta fuente de calor, el magma, es uno de los principales elementos de un sistema geotermal, pero hacen falta dos más para generar un reservorio: un acuífero y un sello. El acuífero es una formación rocosa permeable, es decir, que permite que el agua u otros fluidos las traspasen. Y el sello, es otra capa de rocas, pero impermeable. Estos tres elementos deben ir montados uno sobre el otro, la fuente de calor, encima el acuífero y sobre ellos, la tapa. Es como una olla a presión.

Entonces, imagina esto. Llueve. El agua se desliza por la superficie terrestre y penetra hacia el subsuelo a través de las fallas y rocas fracturadas, que funcionan como verdaderas cañerías. El agua queda atrapada en los acuíferos, por donde va circulando y calentándose, pero no puede salir al exterior en su totalidad, porque está cubierta por una capa de roca impermeable que le impide su paso. Cuando estas condiciones se dan, estamos frente a un reservorio geotermal.

Los geiseres y las aguas termales son algunos ejemplos de lo que sucede cuando parte de estas aguas calientes o vapor salen a la superficie. Al igual que en nuestra olla, es posible que parte del vapor se escape de la tapa, aunque a temperaturas muchísimo más altas, superior a los 150°C, y eso los convierte en una enorme fuente de energía.

En algunas ocasiones, no existen fuentes de agua natural (como lluvia o nieve) para generar este circuito. En ese caso, se puede inyectar el agua de forma artificial, y el fenómeno que se producirá es el mismo.

¿Cómo se aprovecha esta energía?

La energía geotérmica se puede usar de forma directa, para calefacción de hogares, temperar invernaderos y criaderos de peces, deshidratar vegetales, secar madera, entre otras aplicaciones. Esta energía también puede usarse de forma indirecta, para producir electricidad. Generalmente, la fuerza que genera el vapor se aprovecha para impulsar una turbina capaz de mover un generador eléctrico.

¿Dónde se puede explotar?

En nuestro planeta existen lugares reconocidos por su gran actividad geotermal. El más extenso de ellos es el llamado “Cinturón de Fuego del Pacífico”, una zona de 40.000 kilómetros en forma de arco que corona al océano que le da su nombre. Chile es uno de los países que está inserto en este circuito de fuego, lo que posiciona a nuestro país como un territorio degran potencial para la generación de energía geotérmica.

Chile tiene más de 150 volcanes activos y un número equivalente de centros volcánicos inactivos que muestran actividad geotérmica. Existen dos zonas volcánicas principales dentro de los andes chilenos: la Zona Volcánica Norte (17ºS - 28ºS) y la Zona Volcánica Centro-Sur (33ºS - 46ºS). En la actualidad, la Cadena Andina representa una de las provincias geotérmicas sin explotar más grandes del mundo.

La energía geotérmica ha sido usada a gran escala desde comienzos del siglo XX en Italia, y principalmente en áreas volcánicas tales como Islandia, las Filipinas, Nueva Zelanda y algunas regiones de California.

En América Latina también se ha comenzado a explorar la geotermia como una fuente confiable de energía. Para conocer más detalle sobre los proyectos de la región y su estado de avance se puede revisar este sitio del Banco Mundial.

Subtema 8.2 CAUSAS DEL INCREMENTO DE TEMPERATURA EN EL SUBSUELO

La corteza es en parte generadora de calor adicional debido a la presencia de una gran cantidad de elementos radiactivos que contiene. Podría parecer paradójico que los elementos radiactivos hayan permanecido en las capas más superficiales de la Tierra a pesar de ser elementos pesados, sin embargo es posible encontrar una explicación a esto al observar que los elementos radiactivos generalmente se combinan con otros elementos para formar compuestos ligeros, siendo ésta la forma que explica como fueron transportados a las capas superiores. En la actualidad se les encuentra principalmente en la corteza terrestre y en menor concentración en el manto superior. Aunque la Tierra se ha ido enfriando desde su formación, aún sigue desprendiendo calor desde su interior, sin embargo, existen otras causas por las que se incrementa la temperatura en el subsuelo las cuales son:

- De origen radiométrico

- De origen mecánico

- De origen magmático

- De origen químico

El calentamiento del suelo dependerá de la cantidad de radiación neta que llegue a la superficie terrestre resultado de considerar el balance energético de onda corta y de onda larga. La cantidad de radiación neta que llega a la superficie del

suelo depende de factores externos al mismo, entre ellos la radiación global disponible, el albedo, y del balance resultante de radiación infrarroja que dependerá de la temperatura y de las emisividades de la atmósfera y la Tierra. Algunos factores locales que pueden influir en este aspecto son la hora del día y la estación (latitud), contenido de agua, porosidad, actividades antrópicas, cubierta vegetativa, altitud, color del suelo y tipo de matriz, etc.

La Tierra tiene una estructura compuesta por diferentes capas concéntricas. Estas capas se pueden diferenciar según su composición material o según sus características mecánicas.

Si se diferencian las capas por su composición, se tienen tres capas principales: la corteza, el manto y el núcleo. La corteza es la capa más superficial, con un espesor de hasta 8 km en zonas oceánicas y de 40 km en zonas continentales. Está separada del manto por la discontinuidad de Mohorovicic.

El manto, a su vez, está separado del núcleo terrestre por la discontinuidad de Gutenberg. Se cree que esta discontinuidad actúa como un límite térmico donde la propagación del calor es por conducción.

El núcleo se compone de una capa exterior, núcleo externo, y una interior, núcleo interno. La separación entre ambos se conoce como la discontinuidad de Lehmann. El principal componente de esta capa es el hierro, aunque también posee otros elementos como el níquel en menores proporciones. Debido a las condiciones de presión y temperatura del núcleo externo, éste se encuentra en estado líquido.En el interior de las placas existen también manifestaciones volcánicas alejadas de los bordes de placas. Se trata de puntos calientes donde surge magma que asciende por flotación desde el interior del manto y se atribuyen a plumas convectivas de material caliente del manto inferior, posiblemente desde la frontera con el núcleo externo. En resumen, las zonas donde es de esperar un elevado flujo geotérmico y que, por tanto, son de interés para la exploración de posibles yacimientos geotérmicos.

Existe también volcanismo activo en zonas interiores de las placas: en los puntos calientes y en aquellas zonas en las que un régimen de esfuerzo distensivo ha producido un adelgazamiento litosférico con fallas normales por donde el magma asciende hasta la corteza superior.

Subtema 8.3 CLASIFICACION DE CAMPOS GEOTERMICOS

Un yacimiento o campo geotérmico es un volumen de roca con temperatura anormalmente elevada par la profundidad a que se encuentra, susceptible de ser recorrida por una corriente de agua que pueda absorber calor y transportarlo a la superficie.

Para que exista un yacimiento geotérmico, se necesitan varios parámetros: una capa compuesta de una cobertura de rocas impermeables; un depósito, o acuífero, de permeabilidad elevada, entre 300 y 2000 m de profundidad; una falla, es decir, rocas fracturadas que permitan una circulación de fluidos mediante convección; y una fuente de calor magmática (a profundidades entre 3 y 10 km con temperaturas que oscilan entre 500 a 600ºC), necesaria para la transferencia de calor desde la fuente a la superficie.

Según la temperatura de los yacimientos pueden clasificarse como:

De baja temperatura:

Son aquellos yacimientos cuya temperatura se encuentra entre los 100 y los 30 ºC. Se localizan en zonas con un contexto geológico favorable con presencia de acuíferos profundos, si bien el gradiente puede aproximarse al gradiente medio. Su explotación consiste en extraer agua caliente del acuífero y reinyectarla fría. Se utiliza únicamente para usos directos de calor en sistemas de calefacción urbanos y en procesos industriales.

La temperatura del foco oscila en torno a los 100ºC. Se utilizan para calefacción, invernaderos, balnearios, etc. En estos yacimientos el agua fría a presión se introduce en las proximidades del foco de calor, donde se eleva su temperatura y luego se extrae. El agua caliente puede utilizarse directamente o bien puede ceder el calor acumulado al fluido que circulará posteriormente por el circuito de

calefacción. La energía geotérmica de temperaturas bajas es aprovechable en todas las cuencas sedimentarias. La energía de estos yacimientos es debida al gradiente geotérmico. LOS FLUIDOS ESTÁN A TEMPERATURAS DE 50 A 70 °C.

De temperaturas muy bajas:

Son yacimientos la temperatura de los cuales es inferior a los 30ºC.  Se suelen utilizar como intercambiador térmico en sistemas de climatización doméstica y agrícola mediante bomba de calor. Estos yacimientos pueden hallarse en cualquier lugar, ya que el gradiente geotérmico solo condiciona la eficiencia del sistema.

Esta energía se utiliza para necesidades domésticas, urbanas o agrícolas. LOS FLUIDOS SE ENCUENTRAN A TEMPERATURAS ENTRE 20 Y 50 °C.

De temperaturas medias:

Son aquellos yacimientos que a pesar de presentar una temperatura inferior, permiten extraer calor suficiente para producir energía eléctrica a partir de un fluido volátil, pero con un rendimiento menor que en el caso de los yacimientos de alta temperatura.Están en zonas con un contexto geológico y estructural favorable y un gradiente superior a la media. Su aprovechamiento también puede ser directo en forma de calor y sus principales aplicaciones se dan en sistemas de calefacción urbanos y en procesos industriales.

Estas fuentes permiten explotar pequeñas centrales eléctricas, pero el mejor aprovechamiento puede hacerse mediante sistemas urbanos reparto de calor para su uso en calefacción y en refrigeración (mediante máquinas de absorción). LOS FLUIDOS ESTÁN A TEMPERATURAS ENTRE 70 Y 150 °C.

De alta temperatura

La energía geotérmica de alta temperatura existe en las zonas activas de la corteza. Esta temperatura está comprendida entre 150 y 400 °C, se produce vapor en la superficie y mediante una turbina, genera electricidad. Se requieren varias condiciones para que se dé la posibilidad de existencia de un campo geotérmico: una capa superior compuesta por una cobertura de rocas impermeables; un acuífero, o depósito, de permeabilidad elevada, entre 0,3 y 2 km de profundidad; suelo fracturado que permite una circulación de fluidos por convección, y por lo

tanto la trasferencia de calor de la fuente a la superficie, y una fuente de calor magmático, entre 3 y 15 km de profundidad, a 500-600 °C. La explotación de un campo de estas características se hace por medio de perforaciones según técnicas casi idénticas a las de la extracción del petróleo. A PARTIR DE 150 °C

Son aquellos yacimientos que proporcionan suficiente calor para producir energía eléctrica a partir de vapor de agua de manera rentable. Se localizan en zonas de escaso espesor litosférico o vulcanismo activo. Dentro del grupo de los yacimientos geotérmicos de alta temperatura figuran los yacimientos geotérmicos llamados "de roca seca caliente" (HDR: Hot Dry Rock), que se explotan mediante las llamadas técnicas de "estimulación de yacimientos geotérmicos" (EGS: Enhanced Geothermal System). De forma muy sencilla, consisten en una masa de roca profunda en la que se estimula la fracturación y la circulación de fluidos para crear un yacimiento geotérmico (cuya explotación, por consiguiente, sea viable). Este tipo de yacimientos requiere gradientes geotérmicos elevados, pero sí un contexto geológico muy específico. En Cataluña se han concedido varios permisos de investigación minera para este tipo de yacimientos, aunque su implantación todavía está en fase experimental.

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Ejemplo de tipos de explotación de yacimientos geotérmicos1) De alta temperatura: en un basamento granítico muy profundo debajo de una

cobertera sedimentaria (relación de unidades con un contraste de conductividad térmica que favorece el gradiente geotérmico), se inyecta agua fría y se extrae muy caliente de forma que, en contacto con un segundo circuito en superficie, se genera vapor de agua para producir electricidad.2) De media temperatura: de un acuífero profundo se extrae agua caliente para intercambiar calor con un sistema de calefacción de distrito urbano, y se reinyecta.3) De baja temperatura: mediante un intercambiador de calor enterrado se explota la inercia térmica del terreno que proporciona una temperatura estable para climatizar una casa tanto en invierno como en verano.4) También se representa una surgencia térmica natural originada por un proceso de circulación de agua: infiltración en una zona de recarga, transición lenta por un acuífero profundo y descarga rápida a través de una falla permeable.

Según las particularidades propias de cada yacimiento, se puede hacer una clasificación general del siguiente modo:

Yacimiento hidrotérmico en el que la fase predominante es vapor. Este vapor puede ser húmedo o seco.

Yacimiento hidrotérmico en el que la fase predominante es agua líquida. Yacimiento de cuenca sedimentaria, caso particular del anterior. Yacimiento geopresurizado. Yacimiento de roca caliente seca.

Yacimiento hidrotérmico con predominio de vapor

En los yacimientos hidrotérmicos con predominio de vapor se dan todas las condiciones geológicas mencionadas anteriormente: una fuente de calor, un acuífero y una capa impermeable encima de éste.

Estos yacimientos se encuentran en regiones volcánicas y por tanto se trata de yacimientos geotérmicos de alta entalpía, propicios para producir electricidad. Éstos contienen agua a presión y tienen una temperatura habitual de 300 ºC.

Estos yacimientos suelen tener manifestaciones en la superficie, como géiseres, manantiales termales, fumarolas, etc. Cuando se transporta el agua a la superficie, la presión disminuye y se genera vapor. Esta mezcla de líquido y vapor se separa obteniéndose el vapor seco, usado para alimentar a una turbina. Si existe presencia de agua líquida en este vapor, se habla de vapor húmedo. Se

denominan yacimientos de vapor húmedo por la presencia de agua en el cabezal del pozo.

Es el caso, por ejemplo, de los yacimientos de Cerro Prieto (México), Reykjanes (Islandia), Otake (Japón) y Wairakei (Nueva Zelanda).

Yacimiento hidrotérmico con predominio de agua líquida

Estos yacimientos son parecidos a los anteriores, con la diferencia de que el agua encontrada se encuentra en estado líquido. La temperatura por tanto, no supera los 100 ºC (baja entalpía) y suelen encontrarse entre 1 y 3 kilómetros de profundidad.

Estos yacimientos no llevan asociados fenómenos en la superficie como los anteriores aunque son mucho más comunes en la actualidad.

En estos yacimientos, como la presión existente no es suficiente para elevar el agua a la superficie, se requiere de bombas de extracción. Un sistema generalmente utilizado para el aprovechamiento de estos yacimientos consiste en realizar dos pozos, uno de extracción y otro de reinyección, que devolverá el agua al acuífero una vez utilizada.

Yacimiento de cuenca sedimentaria.

Se trata de acuíferos muy profundos ubicados en cuencas sedimentarias. El agua se encuentra a temperaturas normalmente inferiores a los 60 ºC y se suelen utilizar para calefacción y suministro de agua caliente.

Yacimiento geopresurizado.

Es un caso particular de los anteriores, y se da cuando el agua del interior está sometida a grandes presiones. Generalmente, las rocas entre las que se encuentra suelen ser muy antiguas (de millones de años de antigüedad) y es habitual la presencia de gas natural o metano. Estos yacimientos suelen tener una temperatura del orden de 100 ºC a 150 ºC y la profundidad oscila entre los 2 y 6

km. La principal característica, es que el agua almacenada suele estar a una presión mucho mayor de la que correspondería por su profundidad.

Debido a todas estas características, se pueden aprovechar de estos yacimientos tres modos distintos de energía:

Energía geotérmica, debido a la temperatura del agua. Energía hidráulica, debido a la alta presión. Energía química, debido al contenido en gas natural o metano que se

puede encontrar.

Yacimiento de roca caliente seca

Están formados por rocas impermeables a alta temperatura (más de 190ºC) pero sin contenido en agua. El calentamiento de estas rocas se debe a su proximidad a bolsas magmáticas en áreas volcánicas. En este caso, se inyecta agua a alta presión causando su fracturamiento hidráulico.

Posteriormente se hace circular agua por estas fracturas artificiales y así se consigue extraer calor de la roca circundante.

A pesar de que estos yacimientos son los más numerosos (constituyen un 85% del total de recursos geotérmicos actuales), su explotación no es todavía suficientemente rentable por las dificultades técnicas que presenta, como la profundidad en la que se encuentran o la impermeabilidad de las rocas.

Subtema 8.4 APLICACIONES Y USOS DE LA ENERGIA GEOTERMICA.

La energía geotérmica es una energía renovable que aprovecha el calor del subsuelo para climatizar y obtener agua caliente sanitaria de forma ecológica. Aunque es una de las fuentes de energía renovable menos conocidas, sus efectos son espectaculares de admirar en la naturaleza. Seguro que todos podemos recordar imágenes del volcán Etna en Sicilia en plena erupción, hemos probado alguna vez los efectos relajantes de las aguas termales o bien admirado fumarolas y géiseres, como los del parque de Timanfaya en Lanzarote, por ejemplo.

Se trata de una energía considerada limpia, renovable y altamente eficiente, aplicable tanto en grandes edificios -hospitales, fábricas, oficinas, etc.-, en viviendas e incluso en inmuebles ya construidos.

Suecia fue el primer país europeo en utilizar la energía geotérmica, como consecuencia de la crisis del petróleo de 1979. En otros países como Finlandia, Estados Unidos, Japón, Alemania, Holanda y Francia la geotermia es una energía muy conocida e implantada desde hace décadas.

Las aplicaciones de la geotermia dependen de las características de cada fuente. Los recursos geotérmicos de alta temperatura (superiores a los 100-150ºC) se aprovechan principalmente para la producción de electricidad. Cuando la temperatura del yacimiento no es suficiente para producir energía eléctrica, sus principales aplicaciones son térmicas en los sectores industrial, servicios y residencial. Así, en el caso de temperaturas por debajo de 100ºC puede hacerse un aprovechamiento directo o a través de bomba de calor geotérmica (calefacción y refrigeración). Por último, cuando se trata de recursos de temperaturas muy bajas (por debajo de los 25ºC), las posibilidades de uso están en la climatización y obtención de agua caliente. Estos niveles de temperatura los tenemos pocos metros debajo de nuestros pies: en España, a 10 metros de profundidad, tenemos unos 17 grados centígrados todo el año debido a la inercia térmica del suelo.

Hoy en día la energía geotérmica se aprovecha en muchos aspectos de nuestras vidas y es algo cotidiano. El uso de esta energía se remonta a civilizaciones antiguas que conocían y usaban este tipo de energía para la bañoterapia. El aprovechamiento industrial de esta se produce en el siglo XX donde se empieza a calefactar invernaderos y suministrar calor a casas. Pero fué a partir de los setenta cuando se produjo la gran expansión de la energía geotérmica.

Actualmente las instalaciones geotérmicas tienen tres campos principales de aplicación: la calefacción, la refrigeración y la producción de agua caliente sanitaria.

Usos de la energía geotérmica

BALNEARIOS.

CALEFACCIÓN Y AGUA CALIENTE.

ELECTRICIDAD.

EXTRACCIÓN DE MINERALES.

AGRICULTURA Y ACUICULTURA.

Recurriendo a aspectos más termodinámicos podemos explicar el uso de esta energía de la siguiente manera:

Las aplicaciones que se pueden dar en un fluido dependen de su contenido en calor, es decir, en su entalpía (cantidad de energía térmica que un fluido puede intercambiar con su entorno).

Como no existen aparatos que determinen directamente la entalpía de un fluido en el subsuelo y la temperatura puede considerarse más o menos proporcional a esta, se ha decidido como consecuencia de esto emplear las temperaturas de los fluidos en lugar de sus contenidos en calor, pues, al fin y al cabo, son las temperaturas las que determinan su futura aplicación industrial.

En la siguiente tabla se muestran las aplicaciones más importante de la energía geotérmica con los rangos de temperatura de utilización: muy baja, baja, media y alta temperatura.

Pero ¿cómo funciona? Ese calor contenido en el subsuelo es empleado mediante el uso de Bombas de Calor Geotérmicas para caldear en invierno, refrigerar en verano y suministrar agua caliente sanitaria. Por tanto, cede o extrae calor de la tierra, según queramos obtener refrigeración o calefacción, a través de un conjunto de colectores (paneles) enterrados en el subsuelo por los que circula una solución de agua con glicol.

Algunas ventajas es que la mayoría de las plantas geotérmicas son energía de base, es decir que operan las24 horas del día los 365 días del año. Estimando un factor de carga del 80%, a un costo promedio de 5 centavos de dólar por kWh, la industria geotérmica eléctrica produce alrededor de 3,000 millones de dólares anualmente en todo el mundo. Ahorro de divisas y quema de combustibles fósiles.

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

Subtema 8.5 ZONAS Y YACIMIENTOS DE MEXICO

El tema de los combustibles utilizados para la generación de energía eléctrica cobra cada vez mayor importancia por las tendencias mundiales hacia una mayor demanda, eficiencia tecnológica y el cuidado del medio ambiente, además de que las reservas de combustibles fósiles son finitas; además, el consumo de estos combustibles tiene costos ocultos, como el del impacto ambiental.

México se encuentra inmerso en este dinamismo internacional que se está desarrollando en el sector eléctrico, sobre todo porque la demanda está incrementándose. Durante el periodo 1994-2008, en Perspectiva del sector eléctrico 2005-2014, el consumo mundial de energía eléctrica creció a una tasa promedio de 3.0% anual, la cual para cada año, significó un consumo promedio de 14,768 TWh (SENER, 2008). La tendencia del consumo de energía eléctrica en los países industrializados indica crecimientos moderados debido a que sus mercados cuentan con una mejor utilización de la energía respecto al resto de las regiones en desarrollo. Adicionalmente, los crecimientos en el consumo de energía eléctrica registrados en Norteamérica y Europa Occidental han sido del orden del 2.0% y 2.3% respectivamente, los cuales se ubican por debajo de la tasa mundial (SENER, 2008). En el caso particular de Norteamérica, los consumos de Canadá y Estados Unidos de América (EUA) de 1994-2008 se ubicaron en 1.4% y 1.9%, mientras que México presenta la mayor tasa de consumo de energía eléctrica (ventas internas y autoabastecimiento), con 5.7% durante dicho periodo (SENER, 2008).

México cuenta con abundantes recursos geotérmicos debido a sus particulares características geológico-estructurales.

Se identifican cinco agrupamientos con respecto a la longitud y latitud geográficas (Torres et al., 1993).

Baja California Norte. Contiene cerca del tres por ciento de las manifestaciones termales conocidas, la mayoría relacionadas al Sistema de Fallas de San Andrés y al vulcanismo asociado (Torres, et al., 1993).

Noroccidente de México. Comprende las manifestaciones alojadas en la Sierra Madre Occidental y las del estado de Chihuahua. Constituyen más del 13% de las manifestaciones geotermales estudiadas. La distribución geográfica de estas anomalías definen alineamientos paralelos a la línea de costa, es decir, en dirección NW-SE. La mayoría de tales alineamientos coinciden con 109

fallas conocidas y cartografiadas en diferentes trabajos publicados (Torres, et al., 1993).

Faja Volcánica Transmexicana. Es la región con el mayor número de localidades termales registradas, conteniendo cerca del 79% de los puntos estudiados. La distribución de focos geotermales en esta zona presenta tres subregiones que corresponden al agrupamiento sur (estado de Michoacán) alojadas en todas las depresiones tectónicas. La segunda región corresponde al sector central, distribuida a lo largo del Cinturón Volcánico, en donde los focos termales se asocian a las depresiones tectónicas del occidente de la Faja. La tercera región, que abarca el este y centro de la Faja Volcánica Transmexicana donde las anomalías termales se asocian a fracturamientos Norte- Sur y Este-Oeste, y se les encuentra, indistintamente, en diferentes estructuras volcánicas, incluyendo calderas, volcanes monogenéticos y estratovolcanes (Torres, et al., 1993).

Costa del Pacífico Sur. Formada por las manifestaciones termales ubicadas en los estados de Guerrero, Oaxaca y Chiapas, constituyen más del dos por ciento de las localidades conocidas. Existen agrupamientos de datos en las regiones de los volcanes del Chichón y Tacaná, además en las costas del estado de Guerrero (Torres, et al., 1993).

Noreste. Las manifestaciones termales que se ubican en la región nororiental de México (estados de Coahuila, Nuevo León y Tamaulipas), constituyen aproximadamente el tres por ciento de las manifestaciones geotermales encontradas (Torres, et al., 1993).

La distribución de las diversas manifestaciones termales, tiene una estrecha relación con la tectónica reciente de México, ya que la República mexicana se encuentra en la actualidad bajo la influencia de las placas de Norteamérica, del Pacífico, de Cocos, de Rivera y del Caribe. Si observamos la distribución geográfica de las localidades geotermales de México, surgen, inmediatamente, una serie de agrupamientos y alineamientos que coinciden con el límite algunos elementos tectónicos conocidos. En algunas regiones, la densidad de datos y el arreglo de éstos no coinciden con estructuras detectadas con anterioridad, lo que sugiere la presencia de elementos tectónicos cuya existencia podría asociarse a otras etapas de deformación (Torres, et al., 1993). La posibilidad de detectar los límites de los elementos tectónicos recientes, a través de información geotérmica, es congruente con la naturaleza de los procesos geodinámicos que producen a aquélla. Una de las evidencias de la presencia de un límite tectónico, es la aparición de gradientes elevados y los cambios en las propiedades físicas y químicas de sus constituyentes, así como de cambios litoestratigráficos y estructurales. En consecuencia, variaciones en el valor de propiedades como flujo

de calor, sismicidad, anomalía de Bouguer y composición química de fluidos termales, entre otras, son fieles reflejos de cambios contrastantes en la composición global del subsuelo (Torres, et al., 1993). 110 Tomando como base tectónica la Carta Tectónica de México (Padilla, et al., 1989), los regímenes tectónicos en donde se han desarrollado manifestaciones geotermales actuales incluyen los siguientes:

- Cresta Oceánica Activa del golfo de California y Sistema de Fallas San Andrés.

- Sistema de Fallas de la Sierra Madre Occidental

- Faja Volcánica Transmexicana

- Cadena Volcánica Centroamericana - Sistema de Fallas Motahua-Polochic

- Arco Magmático Peripacífico del Sur de México

- Sierra Madre Oriental

- Planicie Costera del Golfo de México

- Rift del Río Bravo