Geotermia Mexicana
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Geotermia
Mexicana
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Fundamentos
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El calor geotérmico es producido constantemente por la Tierra a partir de la descomposición del material radioactivo en el núcleo del planeta. El calor se mueve hacia la superficie por medio de conducción y convección. En la corteza, el gradiente de temperatura es típicamente 30 °C por kilómetro, pero puede ser tan alto como 150 °C por kilómetro en áreas geotérmicas calientes.
Energía geotérmica es aquella que, aprovechando el calor que se puede extraer de la corteza terrestre, se transforma en energía eléctrica o en calor para uso humano o procesos industriales o agrícolas. Sin embargo, al menos en principio, para que esa energía pueda ser aprovechada se necesita que se acumule en algún cuerpo del interior de la corteza.
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Yacimiento geotérmico.- el espacio de la corteza terrestre en el que se localizan materiales permeables que albergan un recurso geotérmico susceptible de ser aprovechado por el hombre. Condiciones clásicas para la existencia de un yacimiento geotérmico:
Un foco de calor activo
Un material permeable con su base impermeable (el almacén geotérmico) por el que circula un fluido (en general agua de origen meteórica, en fase líquida o vapor)
Una cobertera o sello que impida (o al menos limite) el escape del fluido.
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La explotación de la geotermia ha sido también impulsada para efectos de mitigación de los problemas de cambio climático, efecto invernadero y el calentamiento global de la Tierra (Fridleifsson et al., 2008).
Los recursos geotérmicos pueden se clasificados por su entalpía (capacidad calorífica) y/o temperatura y por el tipo de fase predominante.
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MetodologíaPara la generación de un Mw de energía a partir de la geotermia, se requieren de estudios de exploración:
La primera etapa se denomina de Reconocimiento y consiste en la realización de estudios con métodos superficiales a efectos de detectar las áreas de mejores posibilidades para continuar la exploración. Normalmente se explora sobre áreas de más de 10.000 km2.
La segunda etapa denominada prefactibilidad, ya sobre superficies de entre 500 y 2.000 km2, busca definir las características del yacimiento geotérmico para determinar la ubicación de los pozos de exploración, para esto, se perforan al menos 3 pozos y con estos se reevalúa y se determina el potencial de la zona, una vez establecidos estos criterios, se perforan nuevamente pozos. (Si se requiere de más potencial eléctrico, entonces se perforaran más pozos)
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Finalmente en la etapa de factibilidad se verifica la posibilidad técnica y económica de aprovechamiento del yacimiento y se definen los posibles sistemas de explotación, para establecer su comercialización.
Una vez realizado lo anterior, se comienza la construcción de la planta que ocupa un tiempo de 28 a 30 meses. (Ramírez, 2016)
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Aplicaciones
Escenario mundial
Los sistemas geotérmicos de mediana y baja entalpía (temperaturas < 180 °C), son los recursos que se destinan en aplicaciones de usos directos. En el 2010, el uso total de recursos de baja entalpía en el mundo (78 países) fue de 121,696 Gwh/yr, lo que significó un incremento del 60% respecto al 2005 con una tasa de incremento anual del 9.9% (Lund et al., 2010).
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Escenario en México
Los usos directos de la energía geotérmica en México se han limitado en aplicaciones de recreación (balneología) y tratamientos terapéuticos.
Existen proyectos desarrollados por la CFE, sobre usos directos en los campos geotérmicos de Cerro Prieto, Los Azufres y Los Humeros, entre las cuales destacan: extracción secundaria de minerales en lagunas de evaporación; calefacción de oficinas e invernaderos, aplicaciones agrícolas en el secado de alimentos y madera (Ramírez, 2016).
Se han realizado trabajos de investigación con bombas de calor operadas con energía geotérmica para aplicaciones de refrigeración (Ayala et al., 1998) y purificación de efluentes industriales (Holland et al., 1999).
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Geotermia en México
Los orígenes de la geotermia en México datan de los años 40 en los que el Ingeniero Luis de Anda propuso realizar las prácticas de exploración y explotación de campos geotérmicos, el ingeniero pertenecía a la comisión federal de electricidad, misma que actualmente lleva cinco plantas geotérmicas, Cerro Prieto, Tres Vírgenes, Los Humeros, Los Azufres y Cerritos Colorados.
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Comisión Federal de Electricidad no ha pensado únicamente en la energía geotérmica para generar electricidad, a su vez ha llevado a cabo proyectos con los que les da un uso directo, por mencionar algunos se encuentran los baños termales y la calefacción que reciben la mismas oficinas que se encuentran en la planta geotérmica, así como llevan otros proyectos pilotos entre los que se encuentran la siembra y conservación de algunas especies de hongos a través del vapor que se produce al extraer la energía.
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Cerro Prieto
La Planta de energía geotérmica Cerro Prieto es la segunda mayor central de energía geotérmica en el mundo, con una capacidad instalada de 720 MW, con planes de expansión hasta 820 MW en 2012. La instalación, que utiliza turbinas de vapor, inició su construcción en 1958 y fue puesta en servicio en 1973. Está ubicada en el Valle de Mexicali, Baja California, muy cerca del volcán de Cerro Prieto, de donde esta central toma su nombre
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Tres Vírgenes
El campo geotérmico Las Tres Vírgenes tiene una capacidad de generación instalada de 10MW a través de 2 unidades de igual potencia. El campo está relacionado con un complejo volcánico cuaternario, compuesto de tres volcanes alineados de norte a sur con un yacimiento dominado por líquido. La perforación del primer pozo exploratorio en el campo se inició en octubre de 1986, mientras que la extracción del recurso natural con fines comerciales partió en mayo de 2001. A la fecha se han perforado 11 pozos en este campo: 4 pozos productores, 3 inyectores y 4 pozos exploratorios.
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Los Humeros
Es un campo volcánico Se ubica a 2,600 metros sobre el nivel del mar Ubicado en la parte oriental de la Faja Volcánica
Mexicana en los límites de los estados de Puebla y Veracruz.
Se encuentran rocas andesíticas las que alojan a los fluidos geotérmicos, los cuales tienen temperaturas medidas de hasta 400° C
Constituida por ocho unidades turbogeneradoras a contrapresión de 5 MW cada una (40 MW en total)
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Los Azufres
Complejo volcánico a 2,800 metros de altitud Se ubica casi en el centro de la Faja Volcánica
Mexicana, en el Estado de Michoacán, a unos 250 kilómetros al occidente de la Ciudad de México
Campo de tipo volcánico cuyos fluidos geotérmicos están contenidos en rocas de tipo andesítico
Capacidad total de 188 MW mediante cinco unidades a condensación (una de 50 MW y cuatro de 25 MW cada una), siete unidades a contrapresión de 5 MW cada una y dos unidades de ciclo binario de 1.5 MW cada una.
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Cerritos Colorados
Conocido anteriormente como La Primavera Se ubica dentro de una caldera volcánica de unos 12 kilómetros de diámetro formada hace 120 mil años. al occidente de la Faja Volcánica Mexicana y prácticamente en la periferia de la ciudad de Guadalajara, Jal. Los fluidos geotérmicos están contenidos en rocas andesíticas plio-cuaternarias a profundidades del orden de los 2,100 metros, sobreyacidas por ignimbritas y sedimentos lacustres y subyacidas por rocas intrusivas que constituyen el basamento Hasta la fecha el campo no ha podido ser aprovechado por carecerse de los permisos y licencias en materia ambiental.
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IMPACTOS DE LA GEOTERMIA
EN MÉXICO
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Impacto Social
México se encuentra dentro de los cinco líderes mundiales productores de la energía geotérmica.
La geotermia dentro de la sociedad ha sido un cambio que deja muchos beneficios y que se puede aprovechar debido a que es una energía permanente
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Dentro de la república, todos los estados menos Yucatán, tienen un gran potencial geotérmico por la actividad volcánica y tectónica que ha caracterizado al país.
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El 11 de agosto de 2014 se promulgó una ley en referencia a la geotermia llamada: “Ley de
energía geotérmica”
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Además el Secretario de Energía, Pedro Joaquín Coldwell, inauguró el edificio sede del Centro Mexicano de Innovación en Energía Geotérmica (CEMI- Geo) en Ensenada, Baja California, el cual desarrolla tecnologías para incrementar la generación eléctrica a partir del vapor del subsuelo.
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IMPACTO ECONÓMICO
Cerro Prieto en Baja California es de los campos geotermoeléctricos es de los más grandes del mundo y tiene una capacidad instalada para producir 580 MW, y una parte de esta energía es exportada a Estados Unidos.
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La energía térmica producida en grandes volúmenes cerca de un depósito geotérmico debe costar más o menos una quinta parte de lo que cuesta la de combustibles fósiles.
Menor costo de producción de energía Mayor costo de producción de energía
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La construcción de una planta geotérmica tiene costos más elevados que los de una planta térmica, sin embargo, con el tiempo los costos de producción y mantenimiento son menores en los de la planta geotérmica.
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Con el capital privado se intuye que se abrirán nuevas centrales geotérmicas, la de Nayarit es una tentativa, además el Director General del CONACYT dijo que se contribuirá al aprovechamiento de la energía geotérmica a través de actividades de innovación e investigación en México.
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La CFE también recibe, transmite, distribuye y comercializa la energía eléctrica generada por los productores independientes de energía (PIE), que son compañías privadas que poseen y operan sus plantas con personal propio y que le venden la energía a la CFE.
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IMPACTO AMBIENTAL
Desde hace mucho tiempo, casi toda la energía que consumimos proviene de la quema de combustibles fósiles y con el crecimiento de la población esto nos lleva a una aceleración del calentamiento global y además como la temperatura aumenta, el deshielo de los casquetes polares incrementa y con ello el nivel del mar.
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VENTAJAS DE LA GEOTERMIA
Produce pocas emanaciones de gas en comparación con otras energías.
Produce una quinta parte de dióxido de carbono de lo que produce una planta termoeléctrica
Tampoco produce óxidos de nitrógenos
No consume agua para enfriamiento.
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DESVENTAJAS DE LA GEOTERMIA
Desventajas de la Geotermia
Emisión de ácido sulfhídrico y de CO2.
Posible contaminación de aguas próximas con sustancias como arsénico, amoniaco.
Contaminación térmica.
Deterioro del paisaje.
No se puede transportar
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Cada sistema tiene sus ventajas y desventajas y cada nueva forma de energía traerá consecuencias positivas y negativas, si se desea proteger al medio ambiente, esta es una forma de reducir la emisión de gases en comparación con los que producen los hidrocarburos
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Conclusión
La geotermia en México es el futuro de las energías, además con la creación de nuevos centros de investigación enfocados en esta energía se puede ir progresando para posicionar a México entre una de las mayores potencias que usan energías limpias. Porque con la geotermia, dedicación y las herramientas necesarias se pueden lograr grandes cambios.
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Realizada por
ILSE GARCIA DE LA CRUZPAMELA BIBIANA MÁRQUEZ ARELLANO
LUIS ÁNGEL ROMERO HERNÁNDEZDANIEL SOTO RAMÍREZ
DHTICPROF. GABRIELA YÁÑEZ – PÉREZ
FACULTAD DE INGENIERÍABUAP
01/07/2016