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ENERGÍA GEOTERMICA PARA LA EMPRESA MINERA “SAN CRISTOBAL” 1. ANTECEDENTES FUNDAMENTALES DE LA GEOTERMIA 1.1 INTRODUCCIÓN La aplicación de la tecnología en áreas vitales para el desarrollo del bienestar socioeconómico de muchos países, demanda un aumento en la producción de energía eléctrica al menor costo posible. Y a la hora de satisfacer dicha demanda, se debe lograr una conciliación entre las necesidades de los ciudadanos y el medio ecológico que administran. Al analizar las posibilidades con las que se cuenta hoy en día para hacer que esto sea posible, aparecen las fuentes de energía alternativa. Y de entre todas ellas, una tecnología con una gran posibilidad de explotación, y en muchas ocasiones, gran desconocimiento: la geotermia. Esta forma de aprovechamiento de energía conlleva unos aspectos técnicos, económicos y ambientales asociados a su uso, que se deben conocer en profundidad para poder explotarla de una forma eficiente y responsable. 1.2 LA TIERRA COMO MÁQUINA TERMICA Figura 1. Procesos de flujo de calor hacia la superficie. A través de la historia la energía geotérmica se ha explotado en tres grandes áreas, atendiendo a la clasificación según la temperatura (o entalpía). Los recursos geotérmicos de baja entalpía generalmente se han utilizado en países con inviernos muy crudos, como medio de calefacción doméstica o invernadero. Este tipo de utilización de la geotermia ha sido motivo de migraciones a lo largo de la historia de la humanidad muchas veces debido a sus aplicaciones médicas. El segundo caso, recursos de media entalpía, también se usa como fuente de calefacción, pero más orientado hacia el tipo industrial. Y en el caso de la geotermia de alta entalpía, se utiliza para la producción de energía eléctrica. 2 INGENIERÍA DEL PROYECTO Entre los tipos de centrales geotérmicas (ciclo binario, flash stream y vapor seco) se hará mayor énfasis a las de ciclo binario, puesto que bajo este sistema de generación de energía eléctrica se basa la central geotérmica de Laguna Colorada en Potosí 2.1 CENTRAL DE CICLO BINARIO Las centrales geotérmicas de ciclo binario para la generación de electricidad son de aplicación cuando se tienen recursos geotérmicos de media entalpía, entre 100 y 200 ºC. Las centrales de ciclo binario trabajan con un fluido secundario con un punto de ebullición menor al del agua y de diferentes propiedades termodinámicas. Dicho fluido de trabajo recibe calor del fluido geotérmico en un intercambiador y es vaporizado y utilizado para mover la turbina. Al salir de la turbina es condensado y reutilizado en un circuito. Figura 2. Funcionamiento de una planta geotérmica 2.1.1 OPERACIÓN DEL SISTEMA

TRIPTICO GEOTERMIA

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breve resumen de proyecto de geotermia en Bolivia

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ENERGÍA GEOTERMICA PARA LA EMPRESA MINERA “SAN CRISTOBAL”

1. ANTECEDENTES FUNDAMENTALES DE LA GEOTERMIA

1.1 INTRODUCCIÓNLa aplicación de la tecnología en áreas vitales para el

desarrollo del bienestar socioeconómico de muchos países, demanda un aumento en la producción de energía eléctrica al menor costo posible. Y a la hora de satisfacer dicha demanda, se debe lograr una conciliación entre las necesidades de los ciudadanos y el medio ecológico que administran.

Al analizar las posibilidades con las que se cuenta hoy en día para hacer que esto sea posible, aparecen las fuentes de energía alternativa. Y de entre todas ellas, una tecnología con una gran posibilidad de explotación, y en muchas ocasiones, gran desconocimiento: la geotermia.

Esta forma de aprovechamiento de energía conlleva unos aspectos técnicos, económicos y ambientales asociados a su uso, que se deben conocer en profundidad para poder explotarla de una forma eficiente y responsable.

1.2 LA TIERRA COMO MÁQUINA TERMICA

Figura 1. Procesos de flujo de calor hacia la superficie.

A través de la historia la energía geotérmica se ha explotado en tres grandes áreas, atendiendo a la clasificación según la temperatura (o entalpía). Los recursos geotérmicos de baja entalpía generalmente se han utilizado en países con

inviernos muy crudos, como medio de calefacción doméstica o invernadero. Este tipo de utilización de la geotermia ha sido motivo de migraciones a lo largo de la historia de la humanidad muchas veces debido a sus aplicaciones médicas. El segundo caso, recursos de media entalpía, también se usa como fuente de calefacción, pero más orientado hacia el tipo industrial. Y en el caso de la geotermia de alta entalpía, se utiliza para la producción de energía eléctrica.

2 INGENIERÍA DEL PROYECTO

Entre los tipos de centrales geotérmicas (ciclo binario, flash stream y vapor seco) se hará mayor énfasis a las de ciclo binario, puesto que bajo este sistema de generación de energía eléctrica se basa la central geotérmica de Laguna Colorada en Potosí

2.1 CENTRAL DE CICLO BINARIO

Las centrales geotérmicas de ciclo binario para la generación de electricidad son de aplicación cuando se tienen recursos geotérmicos de media entalpía, entre 100 y 200 ºC.

Las centrales de ciclo binario trabajan con un fluido secundario con un punto de ebullición menor al del agua y de diferentes propiedades termodinámicas. Dicho fluido de trabajo recibe calor del fluido geotérmico en un intercambiador y es vaporizado y utilizado para mover la turbina. Al salir de la turbina es condensado y reutilizado en un circuito.

Figura 2. Funcionamiento de una planta geotérmica

2.1.1 OPERACIÓN DEL SISTEMA

Figura 3. Esquema de instalación para realizar un ciclo de trabajo de Rankine

En síntesis; se extrae vapor del pozo, mediante un colector se extrae el vapor seco en varias etapas para que éste vaya a la turbina y la misma haga girar el rotor de un generador que nos proporcionará energía eléctrica. El vapor condensado (agua en fase líquida) que sobra después de la colección de vapor seco, es enviado a una torre de enfriamiento la cuál proporcionará un sistema de enfriamiento a la planta y también disminuirá la temperatura del agua condensada para que se envíe al pozo de reinyección para su posterior utilización.

2.2 ENERGÍA PARA LA EMPRESA MINERA SAN CRISTOBAL

A medida en que la demanda metalúrgica tanto a nivel nacional como internacional a crecido, a la par también la demanda energética. Por este motivo también se ha visto la necesidad de incursionar en este tipo de energía para poder proveer la cantidad necesaria que requiere esta empresa minera y con ello también beneficios para la comunidad regional.

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Figura Nº4. Vista de las rutas de ingreso y salida a la Mina “San Cristóbal”

2.2.1 “Proyecto Sol de mañana”

El primer Proyecto geotérmico en Bolivia se ubica en el campo Sol de Mañana a 30 Km al sur de la Laguna Colorada departamento de Potosí y se inicia en los años 70 con la perforación de 5 pozos, resultando en un potencial geotermico de 100 – 300MW.

En fecha 2012 y 2013 se inicia la Fase 0 y los resultados son los siguientes:

- Confirmación de la generación de 100MW- Baja concentración de ácido sulfúrico (H2S)- Alta permeabilidad en el pozo de reinyección

Figura Nº18. Subestación “San Cristóbal”

Entre la nueva central geotérmica y una nueva subestación en San Cristóbal, se construirá una línea de transmisión en circuito simple a 230 kV y con una longitud cercana a los 170 km. La energía saliente de la nueva subestación de San Cristóbal, se inyectará al SIN, a través de una línea de transmisión a 230 kV de la Subestación en San Cristóbal, a la subestación en Punutuma.

3 Conclusiones

El empleo de energías renovables es una opción sustentable y garantizada para el autoabastecimiento de energía eléctrica, siendo ésta la opción más garantizada para cuidar y preservar el medio ambiente, previniendo así la contaminación y desgaste de los recursos primarios (no renovables, en su mayoría combustibles fósiles).

La geotermia es la opción que cumple con todos los requerimientos ambientales, energéticos y sociales. Puesto que la incidencia en estos ámbitos es muy poca, aunque la inversión económica puede ser mucho mayor respecto a las demás energías. La geotermia podría considerarse como la única energía inagotable.

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRESFACULTAD DE INGENIERIA

INGENIERÍA ELÉCTRICA

Energía Geotérmica, para la empresa

minera “San Cristóbal”DOCENTE: Ing. JAVIER G. HERNANI DIAZ

INTEGRANTES : Univ. COYO LLANQUE

CRISTHIANe-mail: [email protected]

Univ.FERNANDEZ CONDORI JHEISON

e-mail: [email protected]

Univ. NINA AGUIRRE FABIAN H.e-mail: [email protected]

MATERIA : TERMODINÁMICA TÉCNICA

GESTIÓN : II/2014

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