57. Construcción de plantas de energía geotérmica

Autor: Jorge Elías
A. Proyecto: Producción de Plantas de energía geotérmicas
B. Fundamentación: La energía geotérmica es aquella energía que puede ser obtenida por el hombre mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra. El calor del interior de la Tierra se debe a varios factores, entre los que caben destacar el gradiente geotérmico, el calor radiogénico, etc. Los yacimientos generadores de energía geotérmica abundan en la Argentina. Una de las opciones, es la construcción de una central geotérmica de 100 megavatios en las termas de Copahue, Neuquén. Este aparato mediano sería vecino de una central experimental de 0,67 megavatios que se levantó en 1988 con dinero japonés y que no está en servicio. Existen 42 áreas de interés geotérmico en el país, casi todas cercanas de ciudades o industrias.

Copahue II, podría iluminar una ciudad de 15.000 habitantes, construirse y entrar en línea dentro de apenas dos años. Pero, además, podría ser la punta de lanza de varios otros aprovechamientos similares, siendo su construcción rápida y muy barata, y el combustible lo proporciona la Tierra. Estas fuentes de energía son frecuentes en el área cordillerana porque allí el vulcanismo y las montañas combinan los dos insúmos geotérmicos básicos: rocas subterráneas bien calientes y mucha agua en el subsuelo, que proviene de nieves permanentes o abundante lluvia con aguas subterráneas de entre 75 y 150 grados que obligan a complicar la ingeniería. En lugar de usarse directamente en la turbina, este fluido más frío puede caldear un"circuito secundario cerrado" donde se evapora isopentano (un hidrocarburo que pasa fácilmente de líquido a gas y se expande mucho), y eso es lo que activa la turbina. Aun con su mayor complejidad, las centrales geotérmicas de media entalpía siguen siendo sencillas y económicas.

A fines de la decada del ochenta en el campo geotérmico Copahue-Caviahue se instala una planta geotermoeléctrica demostrativa (es una planta-piloto binaria de 0.67 Mwe - boca de pozo). Una nueva Copahue II no costaría más de 600 dólares por kilovatio instalado. Sobran lugares de alta entalpía donde poner a prueba tal desafío: no muy lejos de Copahue, siempre en Neuquén, está el volcán Domuyo. También está el área volcánica de Tuzgle, entre Salta y Jujuy, o el Valle del Cura, en San Juan. Son todos sitios bien evaluados, con estudios de prefactibilidad, como también los son Bahía Blanca o Río Valdez, en Tierra del Fuego. Estados Unidos tiene 2700 megavatios geotérmicos instalados; México le sigue en América, con 960; El Salvador y Costa Rica ostentan 165 y 170, respectivamente.

Para la utilización de energía geotérmica con fines prácticos se requiere la conjunción de una serie de factores: geológicos (o físicos), tecnológicos, económicos, sociales e incluso políticos, los cuales condicionan la posibilidad de explotar esta energía en una determinada zona. Entre los factores geológicos o físicos es necesario considerar la distribución de la temperatura en profundidad, la permeabilidad de las rocas, el estado físico (agua o vapor) de los fluidos, el factor de recuperación de los mismos y la profundidad a la cual las perforaciones podrían captarlos. Los factores tecnológicos conciernen a la perforación de pozos y extracción de los fluidos y, a su posterior transporte y utilización. Los factores económicos, sociales y políticos dicen relación con el valor económico y social de las distintas aplicaciones de la energía geotérmica, la disponibilidad local de otras fuentes energéticas alternativas y el tipo de política energética nacional. Según los estudios realizados a la fecha, efectivamente existen recursos.

Actualmente, la energía geotérmica es la tercera fuente de mayor importancia de energía
primaria renovable con un 9.3%, después de las plantas hidráulicas (35.6%) y de la biomasa sólida con un 45.4%.

C. Objetivos generales:
- Proporcionar energía autóctona que evita la dependencia energética de otros países.
- Transformar los yacimientos de calor subterráneo en corriente eléctrica de alta disponibilidad, de bajo costo y escaso impacto ambiental.
- Generación baja de residuos con respecto a las otras energías convencionales. - Desarrollar una nueva tecnología
- Disminuir el consumo de combustible fósil
- Originar nuevas fuentes de trabajo

D. Lugar: Copahue, Provincia de Neuquén, por la CNEA e INVAP

E. Recursos necesarios:
- Incorporación del proyecto al Presupuesto Nacional
- Estudio de factibilidad - Estudio de Impacto ambiental

- Construcción y pruebas de funcionamiento en diversos ambientes geográficos.

- Detección de fallas y aplicación de soluciones.

F. Características generales: Se obtiene energía geotérmica por extracción del calor interno de la Tierra. En áreas de aguas termales muy calientes a poca profundidad, se perfora por fracturas naturales de las rocas basales o dentro de rocas sedimentarios. El agua caliente o el vapor pueden fluir naturalmente, por bombeo o por impulsos de flujos de agua y de vapor (flashing). El método a elegir depende del que en cada caso sea económicamente rentable.

En la mayoría de los casos la explotación debe hacerse con dos pozos (o un número par de pozos), de modo que por uno se obtiene el agua caliente y por otro se vuelve a reinyectar en el acuífero, tras haber enfriado el caudal obtenido. Las ventajas de este sistema son múltiples:
-Hay menos probabilidades de agotar el yacimiento térmico, puesto que el agua reinyectada contiene todavía una importante cantidad de energía térmica.
-Tampoco se agota el agua del yacimiento, puesto que la cantidad total se mantiene.
-Las posibles sales o emisiones de gases disueltos en el agua no se manifiestan al circular en circuito cerrado por las conducciones, lo que evita contaminaciones.

Tipos de yacimientos geotérmicos según la temperatura del agua:
-Energía geotérmica 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 ºC, se produce vapor en la superficie y mediante una turbina, genera electricidad. Se requieren varios 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 ºC. 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.
-Energía geotérmica de temperaturas medias: La energía geotérmica de temperaturas medias es aquella en que los fluidos de los acuíferos están a temperaturas menos elevadas, normalmente entre 70 y 150 ºC. Por consiguiente, la conversión vapor-electricidad se realiza con un rendimiento menor, y debe explotarse por medio de un fluido volátil. 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)
-Energía geotérmica de baja temperatura: La energía geotérmica de temperaturas bajas es aprovechable en zonas más amplias que las anteriores; por ejemplo, en todas las cuencas sedimentarias. Es debida al gradiente geotérmico. Los fluidos están a temperaturas de 50-70 ºC. -Energía geotérmica de muy baja temperatura: La energía geotérmica de muy baja temperatura se considera cuando los fluidos se calientan a temperaturas comprendidas entre 20 y 50 ºC. Esta energía se utiliza para necesidades domésticas, urbanas o agrícolas.

Las fronteras entre los diferentes tipos de energías geotérmicas es arbitraria; si se trata de producir electricidad con un rendimiento aceptable la temperatura mínima está entre 120 y 180 ºC. En el mundo existen alrededor de 8000 MWe y 4000 MWt de potencia GT instalada.

Fuente: Wikipedia