Generación de energía eléctrica geotérmica

INTRODUCCIÓN.

Las plantas geotérmicas aprovechan el calor
generado por la tierra. A varios kilómetros de profundidad
en tierras volcánicas los geólogos han encontrado
cámaras magmáticas, con roca a varios cientos de
grados centígrados. Además en algunos lugares se
dan otras condiciones especiales como son capas rocosas porosas y
capas rocosas impermeables que atrapan agua y vapor de agua a
altas temperaturas y presión y que impiden que
éstos salgan a la superficie. Si se combinan estas
condiciones se produce un yacimiento
geotérmico.

La energía almacenada en estas rocas se conoce
como energía geotérmica. Para poder extraer esta
energía es necesaria la presencia de yacimientos de agua
cerca de estas zonas calientes. La explotación de esta
fuente de energía se realiza perforando el suelo y
extrayendo el agua caliente. Si su temperatura es suficientemente
alta, el agua saldrá en forma de vapor y se podrá
aprovechar para accionar una turbina. Esto posibilita la
producción de electricidad a bajo costo y de forma
permanente durante un periodo prolongado de tiempo.

Podemos encontrar básicamente tres tipos de
campos geotérmicos dependiendo de la temperatura a la que
sale el agua:

· La energía geotérmica de alta
temperatura existe en las zonas activas de la corteza. Su
temperatura está comprendida entre 150 y
400ºC.

· La energía geotérmica de
temperaturas medias es aquella en que los fluidos de los
acuíferos están a temperaturas menos elevadas,
normalmente entre 70 y 150ºC.

· La energía geotérmica de baja
temperatura 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 60 a 80ºC.

La geotermia es una fuente de energía renovable
ligada a volcanes, géiseres, aguas termales y zonas
tectónicas geológicamente recientes, es decir, con
actividad en los últimos diez o veinte mil años en
la corteza terrestre. "La actividad volcánica sirve como
mecanismo de transporte de masa y energía desde las
profundidades terrestres hasta la superficie. Se relaciona con
dos tipos de recursos explotables por el ser humano: la
energía geotérmica y algunos tipos de yacimientos
minerales, que son depósitos de origen magmático e
hidrotermal".

Hacen falta inversiones para crear plantas
geotérmicas que permitan extraer a través de pozos
agua subterránea que se calienta entre 200 y 300ºC,
calor que se aprovecha como energía mientras el agua se
regresa al acuífero para no desequilibrar al
planeta.

En un sistema binario el agua geotérmica pasa a
través de un intercambiador de calor, donde el calor es
transferido a un segundo líquido que hierve a temperaturas
más bajas que el agua. Cuando es calentado, el
líquido binario se convierte en vapor, que como el vapor
de agua, se expande a través y mueve las hélices de
la turbina. El vapor es luego re-condensado y convertido en
líquido y utilizado repetidamente. En este ciclo cerrado,
no hay emisiones al aire.

OBJETIVOS.

OBJETIVO GENERAL.

· Comprender el proceso por el
cuál se genera energía eléctrica de modo
ecológico a través de la utilización del
método geotérmico, el cual está siendo
explotado como recurso renovable en varios lugares del planeta
incluyendo nuestro país El Salvador.

OBJETIVOS
ESPECÍFICOS.

¨ Analizar cuáles son las son las condiciones
apropiadas del lugar donde se quiera realizar excavaciones para
poner a actuar este tipo de generación.

¨ Investigar los tipos de generación
geotérmica que existen, definir cuáles son y la
aplicación que estos posean.

¨ Determinar los beneficios que conduce la
utilización de este tipo de energía tanto para la
no contaminación del medio ambiente, como para la
producción económica de un recurso tan necesario
llamado electricidad.

¨ Considerar las ventajas e inconvenientes que
crearse en cuanto a la generación de energía
geotérmica.

LOS YACIMIENTOS
GEOTÉRMICOS.

Definición y condiciones

Cuando en un área geográfica concreta se
cumplen las condiciones geológicas y económicas
necesarias para que se puedan explotar los recursos
geotérmicos del subsuelo, se dice que en ese punto existe
un yacimiento geotérmico.

ROCA CALIENTE SECA Y SISTEMAS GEOTÉRMICOS
ESTIMULADOS

Las limitaciones o condiciones
geológico-económicas del concepto de yacimiento
geotérmico, dependen mucho del estado de desarrollo de la
tecnología de extracción de los fluidos
geotérmicos y de transformación del calor contenido
en ellos en una forma de energía útil para
el hombre.

Así, nos encontramos con que, si la
tecnología sigue progresando en el sentido actual, pronto
habrá que definir un tercer tipo de yacimiento
geotérmico: el de roca caliente seca (HDR), en el que no
existe fluido portador de calor ni materiales permeables. Ambos
factores son introducidos artificialmente por el
hombre.

Las experiencias pilotos en este sentido progresan
día a día, habiéndose llegado ya a producir
electricidad en campos de este tipo.

Los resultados obtenidos en la creación de este
tipo de yacimientos geotérmicos "artificiales" ha
conducido a la denominación de Sistemas
geotérmicos estimulados (EGS) en los que se engloba
a todos los yacimientos creados o desarrollados por el hombre y
en los que se utilizan las técnicas desarrolladas en los
campos de roca caliente seca para la creación y/o
estimulación del yacimiento.

Se incluyen, por tanto, en esta denominación,
tanto los yacimientos de roca caliente seca como aquellos
yacimientos convencionales que, por su baja productividad,
requieren para su aprovechamiento el empleo de las
técnicas de estimulación de yacimientos.

TECNOLOGÍA DE APROVECHAMIENTO

Tal y como se encuentran en la Tierra los recursos
geotérmicos no pueden ser aprovechados por el hombre. Para
ello es necesario convertirlo en una forma de energía
directamente utilizable. Esta conversión dependerá,
sobre todo, del nivel térmico del recurso.

El primer paso en esta conversión es trasladar el
recurso, que se encuentra a profundidades de 1,5-3 km, hasta la
superficie. Esto se consigue por la presencia de un fluido que
actúa de vehículo transportador de la
energía. Este fluido accede a la superficie mediante los
sondeos perforados por el hombre. Para cumplir su objetivo, los
sondeos han de reunir las condiciones de dimensión y
acabado adecuadas, de manera que duren el mayor tiempo posible,
produciendo la máxima cantidad de fluido, con el menor
coste de mantenimiento.

El fluido geotérmico, una vez alcanzada la
superficie, se ha de someter a las transformaciones necesarias
para que su energía térmica potencial pueda ser
aprovechada. Los procesos empleados en la transformación
dependen del nivel térmico del fluido. Los de alta
temperatura (T > 150ºC) se emplean para la
producción directa de electricidad; los de media
temperatura (100ºC < T < 150ºC) se pueden emplear
para producir electricidad mediante el uso de ciclos binarios,
que hoy en día presentan todavía rendimientos
termodinámicos muy bajos, siendo su mejor
utilización la aplicación en procesos
industriales; y, por último, los de baja temperatura
(T < 100ºC) se emplean en usos directo del calor, como
calefacción de viviendas, procesos industriales, usos
agrícolas, y cuando la temperatura es muy baja
(20-30ºC), agua caliente sanitaria y aire acondicionado con
el empleo de bomba de calor.

PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD

Los procesos empleados para producir electricidad a
partir de fluidos geotérmicos de alta temperatura dependen
de las características termodinámicas de dichos
fluidos en su almacén profundo.

A este respecto, se pueden diferenciar tres tipos de
yacimientos geotérmicos de alta temperatura:

· Yacimiento de vapor
seco

· Yacimiento de agua sobrecalentada
o vapor húmedo

· Yacimiento de salmueras

En los yacimientos de vapor seco el fluido, debido a las
condiciones de presión y temperatura, se encuentra en fase
gaseosa, y está constituido por una mezcla de vapor de
agua y gases. En los yacimientos de agua sobrecalentada, debido a
las elevadas presiones, el fluido se encuentra en fase
líquida. Cuando se comunica con la superficie mediante el
sondeo y, por lo tanto, se pone a la presión
atmosférica, se produce una mezcla de fases dando lugar a
una cantidad de vapor, que una vez separado del agua caliente
puede ser enviado a turbinas, y a una cantidad de agua caliente
de menor entalpía que la original de almacén. Los
yacimientos de salmueras constituyen una variedad de los campos
de agua caliente, pero que debido a la elevada
concentración en sales es difícil producir el flash
y la consiguiente mezcla de vapor de agua. Por ello es necesario
que cedan toda su entalpía (y temperatura) a un fluido que
puede utilizarse en las turbinas y que generalmente es agua
dulce.

Para cada uno de estos tipos de yacimientos de alta
temperatura existe una tecnología de aprovechamiento
energético.

ü Yacimientos de vapor
seco.

Se pueden explotar mediante dos tipos de ciclos
termodinámicos: "Ciclo directo sin condensación".
Tras su paso por turbinas el vapor escapa libremente a la
atmósfera. Los costes de instalación son muy bajos,
pero también su eficacia es muy baja. Se suelen emplear en
plantas piloto, o en unidades aisladas de pequeña
potencia. "Ciclo directo con condensación". Esta
tecnología es la más común en los grandes
campos geotérmicos de vapor seco. El vapor después
de su paso por turbinas es condensado, separándose los
gases.

ü Yacimientos de agua
sobrecalentada. Estos campos se explotan mediante ciclo semi-
directo con flash en una o varias etapas y con
condensación. Este ciclo es el utilizado en la mayor parte
de las centrales geo-termoeléctricas. La primera
operación que se realiza es la separación de las
fases vapor y agua líquida. El vapor se envía a la
turbina de alta presión. El agua separada,
todavía muy caliente, es sometida a nuevos flashing,
con separación de vapor a baja presión que se
envía a turbinas de baja presión. Esta
operación puede ser repetida tantas veces como lo permita
la entalpía o temperatura del agua separada.

ü Yacimientos de
salmueras.

Estos campos han de ser explotados mediante ciclos
binarios. En ellos el fluido geotérmico cede su calor a un
fluido binario, que una vez adquirido el calor y ya en fase vapor
pasa a las turbinas. Posteriormente, tras un proceso de
condensación, el fluido binario vuelve al intercambiador,
por lo que este fluido se encuentra en un circuito
cerrado. Cuando el fluido geotérmico tiene
suficiente entalpía (>200 kcal/kg), se puede utilizar
como fluido binario agua. Sin embargo cuando el fluido
geotérmico tiene menor entalpía (yacimientos de
media temperatura), se usa como fluido binario compuestos con
bajo punto de ebullición (como los denominados
freones).

USO DIRECTO DEL CALOR

A la hora de emplear un recurso geotérmico de
baja temperatura, existen tres características que definen
la explotación:

· Caudal de
producción

· Temperatura de
producción

· Salinidad del agua
caliente

Las dos primeras influyen en las dimensiones de la
operación (a través de la potencia térmica
disponible) y en el esquema de utilización que se
adopte.

La tercera característica, es decir, la
salinidad, influye en el sistema de explotación. En
efecto, el fluido geotérmico una vez cedido su calor,
plantea el problema de su uso posterior o eliminación. Si
es de baja salinidad puede ser utilizado en riegos o eliminado
directamente en la red de alcantarillado o corrientes
superficiales. Sin embargo, cuando su salinidad sobrepasa los
5-10 gr/l, lo que suele ocurrir muy a menudo, no se puede
utilizar y la ley no permite su eliminación en superficie,
por lo que se hace necesario su inyección en el subsuelo,
en la misma formación acuífera de la que
procede.

Este sistema de explotación con sondeo de
extracción y sondeo de inyección se conoce como
"doblete geotérmico". La explotación del recurso ha
de hacerse entonces con un sondeo de producción dotado, si
es necesario, de bombas de extracción; una red de
conducción de agua geotérmica hasta el
intercambiador principal; la estación de intercambio; una
red de retorno hasta el sondeo de inyección; una
estación de bombeo si así lo requieren las
condiciones de inyección y, finalmente, el sondeo de
inyección.

Para que el fluido existente en el entorno del sondeo de
extracción no se enfríe, es necesario alejar
suficientemente el sondeo de inyección.

RECURSOS DE MUY BAJA TEMPERATURA.

Energía geotérmica de los
acuíferos.

En las capas menos profundas de la corteza terrestre,
que se encuentran muy próximas a la superficie,
también está presente la energía
geotérmica.

La temperatura del subsuelo a profundidades de apenas
unas decenas de metros se mantiene sensiblemente constante como
expresión del flujo de calor procedente del interior de la
Tierra. Tan sólo en los metros más cercanos a la
superficie ésta se ve ligeramente influenciada por las
variaciones térmicas estacionales.

Esta energía puede estar contenida en dos medios
diferentes: por una parte las materiales que constituyen el
subsuelo y por otro el agua contenida en los acuíferos. En
ambos medios existe una importante cantidad de calor que se
renueva continuamente y puede ser extraída siempre que la
intensidad de la extracción sea del mismo orden de
magnitud que la renovación natural.

La extracción de este calor de bajo nivel
térmico (<20º C) y su transformación a los
niveles térmicos utilizables por el hombre (40-50º
C), se puede llevar a cabo gracias a la existencia de la bomba de
calor. Básicamente, ésta es una máquina en
la que, mediante la aplicación de una
energía mecánica o eléctrica, es posible
suministrar una energía térmica bastante más
elevada. La relación entre la energía
térmica cedida y la energía mecánica
eléctrica consumida que se conoce como coeficiente de
funcionamiento, tiene valores habituales entre 3 y 4.

La energía térmica cedida al utilizador,
en forma de agua caliente o aire caliente, la extrae de una
fuente externa que en el caso geotérmico es el subsuelo o
las aguas subterráneas.

El desarrollo tecnológico de las últimas
décadas ha permitido que en Europa la potencia
térmica instalada en operaciones de aprovechamiento de
esta forma de energía geotérmica alcance en 2002
los 3.281 MW, con un mínimo total de unidades superior
a 350.000. El crecimiento entre los años 2001
y 2002 superó el 16%.

El potencial de este tipo de recurso en España,
es como en otros casos, muy elevado. En su fracción de las
aguas subterráneas, fue ya analizado por el Instituto
Geológico y Minero de España en la década de
los ochenta con la realización de una "Síntesis de
acuíferos para su utilización con bomba de
calor"

LA ENERGÍA
GEOTÉRMICA.

En su sentido más amplio y literal, la
energía geotérmica es el calor interno de la
Tierra. Es un hecho conocido que en el subsuelo, bajo la tierra
que pisamos, la temperatura aumenta con la profundidad, es decir,
existe un gradiente térmico y, por lo tanto un flujo de
calor desde el interior de la Tierra hacia el
exterior. Ello es consecuencia de su estructura
interna.

La Tierra está constituida básicamente por
tres capas concéntricas: el núcleo que es la
más interna tiene una composición de hierro fundido
a una temperatura superior de los

4.000ºC; el manto que es la capa intermedia formada
por silicatos de hierro y magnesio tiene un espesor de 2.900 km y
su temperatura varía desde los 4.000ºC en su contacto
con el núcleo hasta los 800-1000ºC de su superficie
exterior que contacta con la corteza que es la capa más
superficial y visible por el hombre. Esta corteza tiene un
espesor variable de 5 a 35 km y está formada por silicatos
de aluminio y magnesio, variando su temperatura entre los
800-1000ºC del contacto con el manto y los 15-20ºC de
la superficie que conocemos. El flujo medio de calor registrado
en la corteza terrestre es del orden de 1,5
&µcal.cm-2.seg-1.

En determinados puntos de la Tierra el flujo de calor
es, sin embargo, anormalmente elevado, llegando a alcanzar
valores de hasta diez y veinte veces el flujo medio citado. Estas
áreas con flujo elevado coinciden siempre con zonas de
existencia de fenómenos geológicos singulares, como
son una actividad sísmica elevada, la formación de
cordilleras en épocas geológicas recientes y una
actividad volcánica actual o muy reciente.

Estos fenómenos geológicos representan
distintas formas de liberación de la energía
interna de la Tierra, cuya explicación puede darse a la
luz de la tectónica de placas que rige la estructura de la
corteza de la Tierra y su relación con el
manto.

El flujo de calor anómalo ocasionado en estas
áreas singulares da lugar a gradientes geotérmicos
con valor de 15-30ºC cada 100 metros, por lo que a
profundidades de 1,5 a 2 km se pueden encontrar temperaturas de
200-300ºC. Por el contrario, en las demás zonas de la
superficie terrestre el flujo calorífico antes mencionado
da lugar a gradientes geotérmicos con valor medio de
3ºC cada 100 metros, por lo que a profundidades entre 2 y 3
km se encuentran temperaturas de 60-90ºC.

Esta diferencia de la corteza terrestre en áreas
estables con flujo calorífico bajo y áreas
inestables con flujo calorífico muy elevado sirve para
marcar los dos grandes tipos de energía geotérmica
conocidas: la energía geotérmica de baja
temperatura y la energía geotérmica de alta
temperatura.

LA GEOTERMIA EN
EL MUNDO.

ALGUNOS DATOS

PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD

Los primeros intentos de producción de
electricidad con energía geotérmica comienzan con
los experimentos en Italia, del Príncipe Gionori Conti
entre 1904 y 1905. La primera planta (250kWe) se construye en
1913. En 1950 se alcanzan los 300MWe en Italia, en el yacimiento
de Landarello. En 1958 comienza la producción
geo-termoeléctrica en Nueva Zelanda, con el yacimiento de
Wairakei, en 1959 en Méjico, yacimiento de Pathe y
en 1960 en Estados Unidos con el yacimiento de The
Geysers.

A partir de 1973, año de la primera crisis del
petróleo se produce la gran expansión en la
generación de electricidad con energía
geotérmica, incorporándose sucesivamente
Japón, Islandia y El Salvador (1975), Indonesia, Kenia,
Turquía y Filipinas (1980), Nicaragua (1985), Costa Rica
(1995), Guatemala (2000), etc.

Para algunos de estos países, la
producción geo-termoeléctrica representa una
fracción importante de su producción
eléctrica total:

UTILIZACIÓN DIRECTA DEL CALOR

Existen pruebas de que el uso directo del calor de la
Tierra es tan antiguo como el hombre. Todas las civilizaciones
antiguas conocían y usaban la balneoterapia. Pero el uso
industrial y a mayor escala de esta energía se produce
también en el siglo XX, siendo en este caso Islandia el
país pionero, donde ya en la década de los 20 se
comienza a calefactar invernaderos con energía
geotérmica. En 1930 se establece el primer sistema de
destrict-heating en Reykiavik para suministrar calor a 70 casas.
Es en la década de los 50 cuando comienza a
desarrollarse a mayor escala el aprovechamiento de la
energía geotérmica de baja temperatura en Islandia,
Italia, Nueva Zelanda y Japón. A principio de los setenta
ya se habían incorporado Hungría, Kenya, la URSS y
Francia. En el 1975 tenían también
producción de calor Filipinas, Turquía y
EEUU.

A partir de entonces, como ocurrió con la
generación de electricidad se produce la gran
expansión. Austria y Alemania (1980), Australia,
Canadá, China, Polonia, Rumania, Suiza, Yugoslavia en
1985, etc., alcanzando en el año 2000, el número de
58 los países con aprovechamientos, declarados y de cierta
entidad, del calor geotérmico.

GEOTERMIA DE MUY BAJA TEMPERATURA. ENERGÍA DE
LOS ACUÍFEROS

Asociada al desarrollo de los usos directos del calor se
produce la evolución de las aplicaciones de la bomba de
calor para aprovechamiento del calor contenido en el subsuelo
más superficial y en las aguas subterráneas poco
profundas. Dada la pequeña envergadura individual de estas
operaciones se dispone de menos referencias históricas. Es
bien conocido el desarrollo en la década de los 70 y 80 en
Francia con la implantación de un sistema de cobertura de
riesgo geológico, para casos de sondeos improductivos.
Actualmente en Europa existe un incremento continuo del
número de instalaciones que alcanzó el 16% en 2002
respecto a 2001.

DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE UNA PLANTA
GEOTÉRMICA

Por medio de pozos específicamente perforados,
las aguas subterráneas, que poseen una gran cantidad de
energía térmica almacenada, se extraen a la
superficie transformándose en vapor, que se utiliza para
generar energía eléctrica. Este tipo de planta
opera con los mismos principios que los de una
termoeléctrica como vapor, con excepción de la
producción de vapor, que en este caso se extrae del
subsuelo. El vapor de agua obtenido de la mezcla se envía
a un separador; el secado de vapor va a la turbina de
energía cinética que se transforma en
energía mecánica y esta a su vez, en electricidad
en el generador.

Existen unidades de 5 MW en la que el vapor, una vez que
trabajó en la turbina, se libera directamente a la
atmósfera. En unidades de 20, 37,5 y 110MW, el vapor es
enviado a un sistema de condensación; agua condensada,
junto con la proveniente del separador, se reinyecta en el metro
o descargadas a través de un tubo de
evaporación.

TIPOS DE
YACIMIENTOS GEOTÉRMICOS SEGÚN LA TEMPERATURA DEL
AGUA

ü 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 °C, se produce vapor en la
superficie y mediante una turbina, genera electricidad. Se
requieren varias condiciones para que se dé la posibilidad
de existencia de un campo geotérmico: una capa superior
compuesta por una cobertura de rocas
impermeables;1 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
°C. 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.

ü 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 °C. 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).

ü 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 a 70 °C.

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 °C. 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 °C,
pero las fuentes de temperatura más baja son muy
apropiadas para los sistemas de calefacción
urbana.

TIPOS DE FUENTES
GEOTÉRMICAS

En áreas de aguas termales muy calientes a poca
profundidad, se aprovecha el calor desprendido por el interior de
la tierra. El agua caliente o el vapor pueden fluir naturalmente,
por bombeo o por impulsos de flujos de agua y de vapor. El
método a elegir depende del que en cada caso sea
económicamente rentable. Un ejemplo, en Inglaterra, fue el
"Proyecto de Piedras

Calientes HDR" (sigla en inglés: HDR, Hot Dry
Rocks), abandonado después de comprobar su
inviabilidad económica en 1989. Los programas HDR se
están desarrollando en Australia, Francia, Suiza,
Alemania. Los recursos de magma (rocas fundidas) ofrecen
energía geotérmica de altísima temperatura,
pero con la tecnología existente no se pueden
aprovechar económicamente esas fuentes.

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.

VENTAJAS E
INCONVENIENTES

VENTAJAS

· Es una fuente que evitaría
la dependencia energética del exterior.

· Los residuos que produce son mínimos y
ocasionan menor impacto ambiental que los originados por el
petróleo y el carbón.

· Sistema de gran ahorro, tanto
económico como energético.

· Ausencia de ruidos
exteriores.

· Los recursos geotérmicos son mayores que
los recursos de carbón, petróleo, gas natural y
uranio combinados.

· No está sujeta a precios
internacionales, sino que siempre puede mantenerse a precios
nacionales o locales.

· El área de terreno requerido por las
plantas geotérmicas por megavatio es menor que otro tipo
de plantas. No requiere construcción de represas, tala de
bosques, ni construcción de conducciones (gasoductos u
oleoductos) ni de depósitos de almacenamiento de
combustibles.

· La emisión de CO2, con aumento de efecto
invernadero, es inferior al que se emitiría para obtener
la misma energía por combustión.

INCONVENIENTES

· En ciertos casos emisión de ácido
sulfhídrico que se detecta por su olor a huevo podrido,
pero que en grandes cantidades no se percibe y es
letal.

· Contaminación de aguas
próximas con sustancias como arsénico,
amoníaco, etc.

· Contaminación
térmica.

· Deterioro del paisaje.

· No se puede transportar (como
energía primaria).

· No está disponible
más que en determinados lugares.

LA GEOTERMICA EL
SALVADOR

LA PLANTA GEOTERMICA AHUACHAPÁN

La Central Geotérmica se encuentra ubicada a 103
km. al Oeste (occidente) de la ciudad capital, en el sector norte
de la cordillera de Apaneca, en el lugar conocido como
Cantón Santa Rosa Acacalco del Municipio y Departamento de
Ahuachapán, e incluye la zona que actualmente está
en explotación, la zona de Chipilapa en donde se reinyecta
el agua residual y la zona de Cuyanausul, un área
actualmente en exploración. Las elevaciones promedio del
campo geotérmico oscilan entre los 700 a 950
msnm.

PLANTA. Panorámica interna del edificio de
la casa de máquinas.

La energía producida de esta planta es producto
de la operación de dos unidades a condensación de
una entrada de presión (single flash) de 30 MW cada una,
ambas de la marca Mitsubishi. Estas turbinas son de cinco etapas
de tipo impulso que operan a una velocidad de 3,600 RPM. Para una
carga completa requieren de 520 t/h (144 kg/s) de vapor saturado
a una presión de entrada de 4.6 bar-g que proviene de dos
tanques a presión que son los colectores del vapor
producido por una serie de pozos productores.

A la salida de turbina se localiza un condensador del
tipo barométrico de contacto directo en donde se
rocía agua líquida proveniente de una torre de
enfriamiento de cinco celdas del tipo flujo cruzado tiro forzado.
El flujo total de agua de enfriamiento es aproximadamente 8,650
m3/h a una temperatura ambiente de 27ºC, la presión
promedio del condensador es de 0.085 bar-a. En el condensador se
encuentra un sistema de extracción de gases del tipo
"eyector" que posee un sistema de enfriamiento que
enfría 0.2% en peso de los gases no
condensables que entran junto con el vapor
geotérmico.

El sistema de extracción de gases es de dos
etapas con Inter condenser y after condenser, estos eyectores
requieren para operar un flujo de vapor de 4,100 kg/h de vapor
para comprimir el gas desde las condiciones de vacío en el
condensador a las condiciones atmosféricas externas en la
zona de descarga.

Las turbinas se encuentran acopladas directamente a un
generador síncrono con excitación sin escobillas y
sistema de enfriamiento por intercambiador para evitar
contaminación con gas sulfhídrico (H2S). La
capacidad nominal del generador es de 35 kVA a un factor de
potencia de 0.85. El voltaje a la salida del generador es de 13.8
kV, el cual es acoplado a la red nacional de 115 kV por medio de
una sub estación.

La tercera unidad de la central es marca Fuji de doble
entrada de presión (double flash) con una capacidad de 35
MW, entró en operación comercial en 1981. A
diferencia de las otras dos unidades esta utiliza un vapor de
menor presión (1.5 bar-a) el cual se obtiene de un proceso
doble de separación del fluido geotérmico. Para
llevar a cabo este proceso, el agua separada de cada pozo es
conducida a dos separadores de baja presión (flashers) del
cual se obtiene el vapor de baja presión (BP) que es
llevado a la entrada BP de la turbina por medio de un colector
BP. Con esta modificación la salida de la central se
incrementó en 20%.

La turbina de la tercera unidad es de 7 etapas del tipo
de reacción y opera a una velocidad de 3,600 RPM. El vapor
MP requerido es de 170 t/h a 5.6 bar-a mientras que el vapor BP
es 145 t/h a 1.5 bar-a para generar a plena carga. La potencia
nominal del generador es de 40,000 kVA a un factor de potencia de
0.875, es del tipo síncrono con excitación sin
escobillas y enfriamiento por intercambiador.

LA PLANTA GEOTERMICA BERLÍN

La Central Berlín se encuentra ubicada a 120 km.
al Este (oriente) de la ciudad capital, en el flanco norte del
complejo volcánico Berlín-Tecapa, en el lugar
conocido como Cantón Montañita del Municipio de
Alegría y Departamento de Usulután. Las
elevaciones promedio del campo geotérmico
oscilan entre los 650 a 950 msnm.

PLANTA. Panorámica interna del edificio de
la casa de máquinas.

Las dos unidades a condensación instaladas en la
planta son marca Fuji de 28.1 MW cada una, ambas de una sola
entrada de presión (10 bar-a) que proviene de dos
colectores de vapor. El vapor a la salida entra a un condensador
de contacto directo de bajo nivel y la presión de
operación del condensador es de aproximadamente 0.01
bar-a, ambas unidades disponen de eyectores de doble etapa para
la extracción de gases no condensables.

El flujo de agua en el condensador es de 6,480 m3/h a
una temperatura de 29ºC. La mezcla de agua y condensado en
el condensador alcanza una temperatura de alrededor de
42.4ºC a una presión de operación del
condensador de 0.098 bar-a

El agua de enfriamiento se recircula por medio de dos
bombas hacia sendas torres de enfriamiento del tipo tiro forzado
flujo cruzado.

Cada una de las unidades generadoras requiere para plena
carga un flujo de vapor de 186.2 t/h (51.72 kg/s)
que incluye el vapor para los eyectores. El vapor
geotérmico contiene 0.4% en peso de gases no
condensables.

Ambos generadores son del tipo síncrono y operan
a 3,600 RPM, la capacidad nominal es de 34,000 kVA a un factor de
potencia de 0.85. El voltaje de salida del generador es de
13.8 kV el cual se conecta la red nacional de 115 kV por
medio de una sub estación.

¿CÓMO SE GENERA LA
ENERGÍA ELÉCTRICA CON BASE A
GEOTÉRMIA?

Todo proyecto de generación de energía
eléctrica con base a geotermia se ejecuta generalmente en
cinco fases:

ü Reconocimiento

ü Pre-factibilidad

ü Factibilidad

ü Desarrollo y

ü Explotación sostenible del
recurso.

El reconocimiento consiste en la exploración,
recolección y análisis de información
existente sobre el potencial geotérmico en una zona
determinada.

Pre-factibilidad, es la etapa de estudio y
evaluación de macro-áreas para la
determinación de sitios de interés.

Factibilidad, es la etapa en que se evalúa los
resultados obtenidos en las investigaciones
geo-científicas, definición de sitios de
interés, formulación del proyecto, la
inversión y proyección de retorno de la
inversión.

Desarrollo, es la fase de la ejecución del
proyecto, que consiste en la perforación de pozos
geotérmicos, sistema de acarreo, diseño, montaje y
construcción de la central de generación de
energía eléctrica.

Explotación, es la etapa de producción y
administración sostenible del recurso.

Las etapas de reconocimiento, pre-factibilidad,
factibilidad y desarrollo requieren del concurso de diferentes
disciplinas geo-científicas como geología,
geofísica, geo- hidrología, geoquímica entre
otras y son estos especialistas quienes a través de un
exhaustivo análisis e interpretación de datos dan
las directrices sobre las zonas de interés,
ubicación de reservorios y de los sitios en donde se deben
perforar los pozos productores y
re-inyectores.

Una vez confirmada la existencias de recursos
geotérmicos en una zona determinada, s e perforan pozos
con profundidades que oscilan entre 1000 y 3000 metros de
profundidad, según la necesidad para conectar con el
reservorio geotérmico.

Un pozo geotérmico tiene una estructura tipo
telescópica en su interior, se inicia perforando un
agujero de 34 pulgadas de diámetro, hasta una profundidad
de 100mts. Se corre tubería, se cementa para fijarla al
subsuelo y luego se continua perforando y corriendo
tubería de 20 pulgadas y al final ya en el reservorio se
coloca una tubería ranurada de 12 pulgadas de
diámetro y es a través de esas ranuras que gracias
a la presión del reservorio se extrae la mezcla de vapor y
agua caliente hacia la superficie.

Los pozos geotérmicos se perforan con fines y
modalidades diferentes. Así en un campo geotérmico
hoy en día se cuenta con pozos, exploratorios o someros,
re-inyectores y productores. Los pozos productores por su perfil
se dividen en pozos verticales y direccionales y su finalidad es
producir o extraer del reservorio geotérmico el vapor y
agua, insumo necesario para producir la electricidad.

Los pozos re-inyectores tiene la finalidad de devolver
al subsuelo la masa de agua extraída del reservorio para
generar energía eléctrica.