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Benemérita Universidad Autónoma de Puebla Facultad de Ingeniería
“LA ENERGÍA GEOTÉRMICA COMO LA ENERGÍA DEL FUTURO.”
Colegio de Geofísica
DESARROLLO DE HABILIDADES EN EL USO DE LA TECNOLOGÍA, LA INFORMACIÓN Y LA COMUNICACIÓN.
Resumen
El siguiente trabajo desarrolla una evaluación cualitativa del desarrollo actual y futuro de la Geotermia en México, analizando de manera general factores técnicos como lo es la tecnología y modelo que se utilizan para explotar los campos geotérmicos.
Introducción La importancia que tienen actualmente los problemas ambientales, sobre todo lo que refiere a la contaminación atmosférica ha propiciado que a nivel mundial se desarrollen metodologías y tecnologías de bajo impacto para el medio ambiente.
Desarrollo Antrópico
Contaminación ambiental
Desarrollo de Metodologías de
bajo impacto
Energías Renovables
Geotermia
En 2007 México ocupaba el tercer lugar en capacidad geotérmica a nivel mundial con una capacidad de 958 MW.
Tomada de: http://www.revista.unam.mx/vol.8/num12/art91/dic_art91.pdf
Campos geotérmicos actualmente en explotación en México.
Cerro Prieto, B.C.
Tres Vírgenes, B.C.S.
Cerrito Colorado, Jalisco.
Los Azufres, Michoacán.
Los Humeros, Puebla.
1. Antecedentes
En la actualidad, México y el mundo entero se enfrentan al reto de garantizar el abasto de energía eléctrica, futuro para el crecimiento y desarrollo de la sociedad. Pensando en la conservación de los recursos energéticos, especial mente los no renovables y la protección del medio ambiente, para un desarrollo sustentable en nuestro país y del mundo.
1.1 Historia del desarrollo de la Geotermia
El desarrollo de la geotermia se inicia en el siglo XVI cuando la actividad minera se intensifica propiciando así la necesidad de excavaciones de pozos en los cuales se observa que la temperatura aumentaba proporcional a la profundidad.En el ano de 1958, Nueva Zelanda inaugura su planta geotérmica de Wairakei. En 1959, inicia operación la planta de Pathé, México.En 1960, se inicia la generación eléctrica con geotermia en Los Geysers, EU. En 1904 se produce, por primera vez en el Mundo, electricidad con vapor geotérmico.
1.2 Historia de la Geotermia en México
La mayor parte del territorio mexicano (excepto la península de Yucatán) está caracterizado por una gran actividad tectónica y volcánica. Aunque la generación de energía eléctrica de origen geotérmico empezó en México desde noviembre de 1959, cuando entró en operación una planta de 3.5 MW en el campo geotérmico de Pathé, Hidalgo, la geotermoelectricidad comercial moderna y sostenida se inicia catorce anos después, cuando en abril de 1973 entra en operación la primera unidad de 37.5 MW del campo geotérmico de Cerro Prieto, BC.
2. Marco teórico La energía geotérmica representa una fuente de energía con grandes expectativas de desarrollo para la generación de electricidad, dadas sus ventajas respecto a otras fuentes en términos de abundancia, limpieza en su utilización, ausencia de combustible, costos, entre otras.
Yacimiento Geotérmico
Planta Geotérmica
Energía Eléctrica
2.1 Yacimientos Geotérmicos Los procesos geológicos que se ha desarrollado a lo largo de la historia de la tierra por miles de millones de anos tienen como resultado diversos ambientes tectónicos los cuales son un factor importante en el desarrollo natural de un yacimiento geotérmico. El Instituto Cartográfico y Geológico de Cataluna (ICGC) define un yacimiento geotérmico como una zona del subsuelo cuyo calor se puede aprovechar de forma económicamente rentable. Los yacimientos geotérmicos se localizan principalmente en márgenes tectónicos activos y zonas caracterizadas por actividad volcánica
Fig. 3 Modelo de un Yacimiento Geotérmico.
Imagen tomada de: http://www.revista.unam.mx/vol.8/num12/art91/dic_art91.pdf
Fig. 4 Clasificación de los yacimientos según el proceso de generación de calor.
Imagen tomada de: http://www.geotermia.org.mx/geotermia/?s=campos+geotermicos+en+mexico
2.2 Modelos de plantas geotérmicas
Ciclo de contrapresión: Los fluidos de alta entalpía pueden contener vapor seco o una mezcla de vapor y agua, en dicho caso, el agua y el vapor son divididos por un separador ciclónico. El vapor va a la turbina y el agua a reinyección.
Ciclo de condensación: En este ciclo el vapor es condensado a la salida de la turbina, la presión en la cámara de escape baja a alrededor de 0.10-0.12 bar, que incrementa la entalpía diferencial y por consiguiente la eficiencia del ciclo. El consumo de vapor es del orden de 7-8 Kg/KWh siempre y cuando el contenido de gas sea menor del 1% y unas condiciones climáticas adecuadas.
Ciclo binario: En este ciclo el fluido geotérmico viaja a través del intercambiador de calor, allí se evapora un fluido secundario de bajo punto de ebullición que impulsa una turbina y es condensado y reciclado dentro de un sistema cerrado. Ese tipo de unidades son usadas en la mayoría de los casos para la producción de energía eléctrica, utilizando recursos con baja y media temperatura
Fig. 5 Esquema de los tipos de ciclos utilizados en las plantas geotermoelectricas.
Esquema A representa una planta geotérmica tipo ciclo de contrapresión.
Esquema B representa una planta geotérmica tipo ciclo de condensación.
Esquema C representa una planta geotérmica tipo ciclo binario.
3. Producción actual en México 3.1 Campo geotérmico Cerro Prieto
El campo de Cerro Prieto se localiza en la porción norte de México, muy cerca de la frontera con Estados Unidos, a unos 30kilómetros al sureste de la ciudad de Mexicali. Es un campo de tipo sedimentario, en el cual los fluidos geotérmicos están alojados en rocas areniscas. La fuente de calor es una anomalía térmica formada por el adelgazamiento de la corteza que ocurre en la cuenca transtensional en la que se ha formado el yacimiento, asociado a la prolongación sur del sistema de fallas activas de San Andrés. Su capacidad instalada actual es de 720 MW.
3.2 Campo geotérmico Los Azufres
El campo geotérmico de Los Azufres está localizado en la parte central de México, en el Estado de Michoacán, en un complejo volcánico a 2.800 metros de altitud. A diferencia de Cerro Prieto, Los Azufres es un campo de tipo volcánico cuyos fluidos geotérmicos están contenidos en rocas de tipo andesítico. La CFE opera en él una capacidad total de 93 MW mediante una unidad a condensación de 50 W, ocho unidades a contrapresión de 5 MW cada una y dos unidades de ciclo binario de 1,5 MW.
3.3 Campo geotérmico Los Humeros
Los Humeros es otro campo volcánico, ubicado en la parte oriental de la Faja Volcánica Mexicana en los límites de los estados de Puebla y Veracruz, en el interior de una caldera volcánica cuaternaria cuyas últimas erupciones ocurrieron hace 20 mil anos. El campo está a unos 2.600 metros sobre el nivel del mar. Aquí también son rocas andesíticas las que alojan a los fluidos geotérmicos, los cuales tienen temperaturas medidas hasta de 400°C.
3.4 Campo geotérmico Las Tres Vírgenes
El campo geotérmico de Las Tres Vírgenes es también un campo volcánico, pero ubicado en la parte media de la península de Baja California, fuera de la Faja Volcánica Mexicana en el Estado de Baja California Sur. El campo está dentro de un complejo de tres volcanes cuaternarios alineados de norte a sur, y la fuente de calor parece estar relacionada con la cámara magmática del volcán más reciente denominado La Virgen.
3.5 Campo geotérmico Cerritos Colorados (La Primavera).
El campo de La Primavera, ubicado en la porción central del país al occidente de la Faja Volcánica Mexicana y prácticamente en la periferia de la ciudad de Guadalajara, capital del Estado de Jalisco. El campo se ubica dentro de una caldera volcánica de unos 12 kilómetros de diámetro formada hace 120 mil anos, la caldera La Primavera, cuya última actividad es un domo riolítico de 20 mil anos de antigüedad extruido en el borde oriental de la caldera. La fuente de calor es la cámara magmática productora del vulcanismo, que se localiza en el subsuelo hacia la porción centro-sur de la caldera.
4. Proyección a futuro de la Geotermia en México 4.1 Nuevas zonas exploradas
El desarrollo de este capítulo es desarrollado con información tomada del informe “Evaluación de la Energía Geotérmica en México” realizado por Inter – American Development Bank para la Comisión Reguladora de Energía (CRE) en México en 2011.
Conclusiones En base a lo anterior podemos decir que la generación geotérmica en México no es nuestra principal fuente de energía, sin embargo es importante notar que en los últimos anos en nuestro país se han instalado y puesto en operación centrales geotérmicas de los cuales se han obtenido resultados positivos que se han ido mejorando, en 2011 México ocupaba el 4 lugar a nivel mundial según cifras de la CRE y es necesario seguir invirtiendo para aumentar esta cifra, las ventajas de generar energía geotérmica son mucho mayor que las desventajas que se tienen, con el desarrollo y la inversión necesaria la capacidad geotérmica actual puede optimizarse 25 veces alcanzando así el 48% del total de la energía eléctrica consumida en México
Referencias
1. Maya González Raúl, “Recursos Geotérmicos para generar Energía Eléctrica en México”, Revista Digital Universitaria, Volumen 8, No. 12, 10 de Diciembre de 2007.http://www.revista.unam.mx/vol.8/num12/art91/dic_art91.pdf
2. Hiriart Le Bert Gerardo, “Evaluación de la energía Geotérmica en México”, Inter-American Development Bank, Informe preparado para la CRE con el apoyo del BID, 2011.http://www.cre.gob.mx/documento/2027.pdf
3. Sanchez Bribiesca José Luis, “Introducción a la Geotermia”, Comisión Federal de Electricidad, 1982. J.L SIERRA, G. PEDRO. “ENERGIA GEOTERMICA.” EPEN.GOV.1998. 10/03/2015
4. J.L.SIERRA, G. PEDRO.(1998). ENERGIA GEOTERMICA.10/03/2015,de EPEN Sitio web: http://www.epen.gob.ar/archivos/educativo/geotermia.pdf
5. Enriquez Harrper Gilberto, “Tecnologías de generación de energía eléctrica”, Limusa,2009 Primera edición.
6. Christian Arturo Ordaz Méndez, Magaly Flores Armenta y Germán Ramírez Silva, “Potencial geotérmico de la República Mexicana (2011)”, Comisión Federal de Electricidad, Gerencia de Proyectos Geotermoeléctricos.
