GEOTERMIA . PRODUCCIÓN DE CALOR DE LA TIERRA.

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- detección de fuentes de calor con imágenes infrarrojas por satélites

- vulcanología/geología

- estudios geofísicas y geoquímicas

- la medición de gradiente de temperatura en pozos

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F6-10

¿Qué es un campo geotérmico?

→ Área superficial caracterizada por un flujo térmico elevado o una anomalía positiva del flujo térmico. Esta anomalía es resultado de las actividades orogénicas y/o magmáticas. El agua caliente producida por el calor en las profundidades se puede extraer a través de una perforación y se utiliza por ejemplo para calefacción. Fumarolas, manantiales hidrotermales y géiseres son manifestaciones de un campo geotérmico.

3 tipos de pozos geotérmicos 1) vapor, 2) agua caliente 3) una mezcla de vapor y agua caliente.

4 formas de recursos geotérmicos para utilizarlas como fuentes de energía

- fluidos hidrotérmicos (la única forma para generar energía comercial hasta ahora)

- Roca seca caliente o Hot Dry Rock (HDR)

- geopressured

- magma

Fluidos hidrotérmicos→agua caliente/vapor→en roca fracturada/porosa en profundidades entre 100–5000 m, cerca de un cuerpo magmático, por circulación profunda de agua en zonas fracturadas; T de fluidos hidrotérmicos entre 180°C – 350°C. Los recursos de alto grado se usan para la generación de electricidad, los recursos de bajo grado se usan para calentar directamente edificios.

Roca seca caliente→formación geológica caliente sin ninguna presencia de agua en las rocas; agua de la superficie se inyecta por pozos de inyección en la formación caliente (depósito geotérmico).

Geopressured→salmuera caliente con metano encontrado en formaciones conductoras de aguas freáticas profundas; agua y metano son atrapados en formaciones sedimentarias a una profundidad entre 3 – 6 km; Tagua entre 90-200°C.; tres formas de energía→ energía térmica, energía hidráulica por alta presión y energía química por combustión de metano.

Magma→ recurso geotérmico más grande; roca fundida en profundidades entre 3–10 km o más, Tmagna entre 700–1200°C.

3 tipos básicos de plantas geotérmicos, (depende de p y T del yacimiento).

1. Vapor seco, 2. Flash steam, 3. Ciclo binario

Vapor seco→a través de tubos directamente a las turbinas con un generador eléctrico; vapor geotérmico no es mezclado con agua, pozos de producción son perforados debajo de la capa conductora del agua freática, presurizado el vapor entre 180-350°C, traído a la superficie a alta velocidad, pasado a una turbina de vapor para generar electricidad; vapor pasa después a un condensador para convertirla en agua→mejora eficiencia de la turbina y evita problemas ambientales asociada con el alivio directo de vapor en la atmósfera; agua no utilizada se reinyecta en el campo por medio de pozos de reinyección; calor que se pierde se ventila mediante torres de enfriamiento, eficiencia de generar energía es más baja, alrededor 30%; eficiencia y la economía de las plantas secas de vapor son afectadas por la presencia de gases no condensables H2, CO2 y H2S→problemas ambientales.

Flash steam→depósito geotérmico de agua con Tagua entre 150-370°C; el fluido se rocía en un tanque a presión baja, ocasionando que el fluido rápidamente se evapora, vapor se utiliza para mover la turbina. Hay algún líquido que permanece en el tanque después de que el fluido se rocía para evaporarse. Si el líquido es lo suficientemente caliente, puede rociarse nuevamente en un segundo tanque para extraer aun más energía.

Ciclo binario→depósito de agua Tagua entre 120-180°C; agua geotérmica pasa mediante un intercambiador de calor, donde su calor se transfiere en un segundo líquido que tiene un punto de ebullición inferior al del agua como isobutano o pentano. Cuando este liquido binario se calienta, destella al vapor que hace mover la turbina. El vapor es entonces condensado a liquido y se reúsa repetidamente. En este sistema no hay emisiones al aire y es el tipo más eficaz en función de los costos de sistema.

Producción de energía geotérmica en México

- primero producción de electricidad de energía geotérmica en 1959

- en 30 años la capacidad ha crecido de 37.5 MW a 953 MW

- solo 3% de producción total de electricidad en México

Las plantas geotérmicas importantes en México

- Cerro Prieto con 720 MW

- Los Azufres con 88 MW

- Los Húmeros con 35 MW

- Las Tres Vírgenes con 10 MW

Tabla 6.1 Producción de electricidad en México.

Recurso

GWh Electricidad

%

Combustibles fósiles

138.5

77.6

Hidro

24.9

13.9

Nuclear

9.7

5.5

Geotérmica

5.4

3.0

Viento

0.007???

Tabla 6.2: Capacidad instalado geotérmica en 2002.

País

Capacidad (MW)

% en total

Estatus Unidos

2228

27.1

Filipinas