Energia Geotermica Colombia 7-1-14finalweb.pdf

86
BANCO INTERAMERICANO DE DESARROLLO EMPRENDIMIENTO DE LA ENERGÍA GEOTÉRMICA EN COLOMBIA Natacha C. Marzolf

Transcript of Energia Geotermica Colombia 7-1-14finalweb.pdf

  • Banco InteramerIcano de desarrollo

    EMPRENDIMIENTO DE LA ENERGA GEOTRMICA EN COLOMBIA

    Natacha C. Marzolf

  • EMPRENDIMIENTO DE LA ENERGA GEOTRMICA

    EN COLOMBIA

    Natacha C. Marzolf

    Banco Interamericano de Desarrollo

    Convenio ISAGEN BID/JC. Colombia

  • Catalogacin en la fuente proporcionada por laBiblioteca Felipe Herrera delBanco Interamericano de Desarrollo Marzolf, Natacha C.Emprendimiento de la energa geotrmica en Colombia / Natacha C. Marzolf.

    p. cm. (Monografa del BID ; 215)

    Incluye referencias bibliogrficas. 1. Geothermal resourcesColombia. 2. Renewable energy sourcesColombia. I. Banco Intera-mericano de Desarrollo. Divisin de Energa. II. ISAGEN. III. Ttulo. IV. Serie.IDB-MG-215 Cdigos JEL: Q40, Q42Palabras claves: Geotermia, Energa Geotrmica, Energa, Colombia, Energa alternativa, Energa renovable, Renovables, Geologa, Geofsica, Gases de efecto invernadero, Calentamiento Global.

    Equipo del BID compuesto por:Natacha C. Marzolf Pilar RodriguezAlberto Levy FerreHaydemar Cova Jose Ramon Gomez

    Las opiniones expresadas en esta publicacin son exclusivamente de los autores y no necesaria-mente reflejan el punto de vista del Banco Interamericano de Desarrollo, de su Directorio Ejecutivo ni de los pases que representa. Se prohbe el uso comercial o personal no autorizado de los documentos del Banco, y tal podra castigarse de conformidad con las polticas del Banco y/o las legislaciones aplicables.

    Copyright 2014 Banco Interamericano de Desarrollo. Todos los derechos reservados; este documento puede reproducirse libremente para fines no comerciales.

    ISAGEN S.A. ESP.Direccin de Investigacin y DesarrolloCarrera 30 N 10C 280 Transversal Inferior, MedellnTelfono (574) 325 69 30, fax: (574) 448 88 87Correo electrnico: [email protected]

    Foto Portada: Fuente: Pgina web del Servicio Geolgico Colombiano (antes INGEOMINAS) Diciembre 14 de 2007.

    ISAGEN S.A. E.S.P. y el BID participan en la publicacin de este Documento Tcnico bajo el entendido de que se trata de una obra con fines acadmicos y sin nimo de lucro. Por tanto, de conformidad con el Artculo 32 de la Ley 23 de 1982, entiende que la cita o reproduccin parcial de obras literarias, artsticas o de cualquier otra naturaleza, pertenecientes a otras personas, se hace con fines de ilustracin y por tanto, en ningn caso, supone un aprovechamiento de las mismas que d lugar al pago de cualquier erogacin a favor de sus autores.

  • iii

    La geotermia es el calor que se produce en el interior de la tierra y es transferido a la supercie. En general los lugares ms apropiados para el aprovechamiento de este calor estn cerca de los volcanes, en cuyo interior se localizan rocas a altas tempera-turas, que calientan el agua que se inltra en el subsuelo. En la supercie la geoter-mia se maniesta en los manantiales termales que descargan agua caliente y vapor. Este recurso se puede aprovechar para:Baos medicinalesCalefaccinTurismo y recreacinAgricultura y piscicultura.Actividades industriales.Generacin de energa elctrica

    TABLA DE CONTENIDO

    PrloGo v

    1. INTroDUCCIN 1

    2. ANTECEDENTES 3

    3. NATUrAlEZA Y orIGEN DEl rECUrSo GEoTrMICo 7

    3.1 origen del recurso geotrmico 9

    3.2 Sistemas geotrmicos 11

    3.3 Tecnologas de generacin de energa elctrica 15

    3.4 Produccin y conduccin de vapor 17

    3.5 Caractersticas ambientales de la tecnologa 18

    3.5.1 Clasificacin del recurso 18

    3.5.2 Emisiones atmosfricas 20

    3.5.3 Vertimientos lquidos y slidos 22

    3.5.4 Uso del terreno y ruido 23

    4. ESTADo Y PErSPECTIvAS DE lA GEoTErMIA 25

    4.1 Capacidad instalada en el mundo 25

    4.2 Perspectivas de crecimiento en el mundo 28

    4.3 Desarrollo de la geotermia en colombia 31

    4.3.1 Logros del proyecto 34

    4.3.2 Lecciones aprendidas y retos para el desarrollo de la geotermia 36

    5. FASES DE DESArrollo DE UN ProYECTo GEoTrMICo 39

    5.1 Fase 1. reconocimiento 41

    5.2 Fase 2. Prefactibilidad 42

  • vLa geotermia es el calor que se produce en el interior de la tierra y es transferido a la supercie. En general los lugares ms apropiados para el aprovechamiento de este calor estn cerca de los volcanes, en cuyo interior se localizan rocas a altas tempera-turas, que calientan el agua que se inltra en el subsuelo. En la supercie la geoter-mia se maniesta en los manantiales termales que descargan agua caliente y vapor. Este recurso se puede aprovechar para:Baos medicinalesCalefaccinTurismo y recreacinAgricultura y piscicultura.Actividades industriales.Generacin de energa elctrica

    PRLOGO

    colombia es un pas extraordinariamente rico en recursos energticos, con un amplio predo-minio de la hidroelectricidad en su aprovechamiento. la matriz energtica actual ha permi-tido que la demanda de electricidad del pas haya podido atenderse en el pasado reciente, utilizando un 80% de generacin basada en hidroelectricidad y el 20% restante distribuido en otras fuentes como el gas natural y el carbn principalmente.

    estas buenas noticias se ven de alguna manera comprometidas por un fenmeno global; el cambio climtico, que da a da nos permite evidenciar sus efectos sobre el planeta y de manera particular en zonas ambientalmente sensibles como son los glaciares y nevados.

    el Banco Interamericano de desarrollo (BId) comprometido con la causa de la defensa racional del medio ambiente, propugnando por un desarrollo sostenible que le permita a los pases en desarrollo aprovechar de una manera ptima sus recursos naturales, potenciando el cre-cimiento y la creacin de valor para todos los grupos de inters de la sociedad, acogi con entusiasmo la propuesta formulada por IsaGen s.a. e.s.P. (IsaGen), empresa colombiana de servicios pblicos mixta, de llevar adelante el desarrollo y aprovechamiento del recurso geotrmico disponible en colombia.

    es por esta razn que el BId, con recursos del Fondo de consultora Japons (JcF) y el Fondo para el medio ambiente mundial (GeF) impuls la iniciativa de IsaGen de desarrollar el potencial geotrmico, con el soporte tcnico del consorcio nippon Koei Geothermal Integral. durante este trabajo, se realiz la integracin de la informacin obtenida en los estudios tcnicos de superficie realizados previamente por IsaGen y se desarroll el modelo geotrmico conceptual conducente a la seleccin de un rea de inters para exploracin y uso de la geotermia en la zona de influencia del macizo Volcnico del ruiz en colombia.

    los trabajos realizados por IsaGen han contado con el apoyo de un grupo interdisciplinario conformado por profesionales y expertos de la Universidad nacional de colombia, el servicio Geolgico colombiano (antes Ingeominas), el centro Internacional de Fsica, la Universidad nacional autnoma de mxico y la cofinanciacin de Ustda y colcIencIas.

    el BId pone a disposicin de los lectores interesados, la presente monografa, en la cual se con-densan las experiencias y lecciones aprendidas en el desarrollo de este proyecto y en especial de la cooperacin tcnica Inversiones catalizadoras para energa Geotrmica en colombia.

  • 1La geotermia es el calor que se produce en el interior de la tierra y es transferido a la supercie. En general los lugares ms apropiados para el aprovechamiento de este calor estn cerca de los volcanes, en cuyo interior se localizan rocas a altas tempera-turas, que calientan el agua que se inltra en el subsuelo. En la supercie la geoter-mia se maniesta en los manantiales termales que descargan agua caliente y vapor. Este recurso se puede aprovechar para:Baos medicinalesCalefaccinTurismo y recreacinAgricultura y piscicultura.Actividades industriales.Generacin de energa elctrica

    INTRODUCCIN 1colomBIa sUPle sUs necesIdades de enerGa elctrIca, PrIncIPalmente, con generacin hidroelctrica y termoelctrica (66,92% y 32,75% de la capacidad instalada respectivamente), pero frente al marco coyuntural actual, relacionado con la problemtica ambiental global y los efectos del cambio climtico, el estado colombiano ha priorizado en sus polticas, la promocin del uso eficiente de la energa, el desarrollo de fuentes no con-vencionales de energa, la mitigacin del cambio climtico y la reduccin de las emisiones de Gases de efecto Invernadero (GeI), mediante la ley de Uso racional de energa (ley 697 de 2001; el decreto 3683 de 2003; el Plan Indicativo (20102015) para desarrollar el Programa de Uso racional y eficiente de energa y dems formas de energa no convencionales; el Plan energtico nacional (Pen) 20102030; el Plan energtico nacional, estrategia energtica Integral, Visin 20032020 y la ley 1450 de 2011 (Plan de desarrollo, artculo 105), normas que entre otros tienen los siguientes objetivos:

    x ampliar y garantizar el suministro de energa con base en precios econmicos, y con la confiabilidad y calidad adecuadas;

    x Impulsar el desarrollo regional y local; x Incorporar nuevas fuentes y tecnologas de generacin de energa; x Promocionar el uso de fuentes no convencionales de energa.

    en este sentido se hace necesario poner en prctica dichas polticas, mediante el desarrollo de las fuentes no convencionales de energa, aprovechar el alto potencial de otros recursos energticos, diferentes a la hidroelectricidad y como complemento a la misma.

    en cuanto al recurso geotrmico, colombia cuenta con una posicin geogrfica privilegiada y una geologa favorable, dado que parte del territorio se encuentra ubicado en el cinturn de Fuego del Pacfico, zona donde el gradiente de temperatura natural del subsuelo, cerca de la superficie, es anmalamente alto y se manifiesta con la actividad volcnica actual.

    en colombia se evidencia este potencial geotrmico en zonas adyacentes a los volcanes chiles, cerro negro, cumbal, azufral, Galeras, doa Juana, sotar, Purac, nevado del Huila, nevado del ruiz y nevado del tolima. la historia eruptiva reciente y la presencia de fuentes de aguas termales, fumarolas y zonas de alteracin hidrotermal superficial, podran ser evidencia de la existencia de un recurso geotrmico con caractersticas adecuadas para su uso con fines de generacin de energa elctrica.

  • 3La geotermia es el calor que se produce en el interior de la tierra y es transferido a la supercie. En general los lugares ms apropiados para el aprovechamiento de este calor estn cerca de los volcanes, en cuyo interior se localizan rocas a altas tempera-turas, que calientan el agua que se inltra en el subsuelo. En la supercie la geoter-mia se maniesta en los manantiales termales que descargan agua caliente y vapor. Este recurso se puede aprovechar para:Baos medicinalesCalefaccinTurismo y recreacinAgricultura y piscicultura.Actividades industriales.Generacin de energa elctrica

    ANTECEDENTES 2IsaGen s.a. esP., como Parte de sU PoltIca de resPonsaBIlIdad emPresarIal y en apoyo a las Polticas nacionales para el desarrollo de las Fuentes no convencionales de energa, promueve y financia la investigacin para el desarrollo y el aprovechamiento de la energa geotrmica. la empresa en desarrollo de su objeto social de generacin y comercia-lizacin de energa, cuenta con ms de con ms de 40 aos de experiencia en el desarrollo, construccin y operacin de proyectos de generacin de energa elctrica, durante los cuales ha aplicado criterios de desarrollo sostenible.

    actualmente, la empresa se encuentra realizando los estudios requeridos para el desarrollo de dos (2) proyectos geotrmicos en reas con un alto potencial geotrmico, localizados en el macizo Volcnico del ruz (mVr) y en la zona de influencia de los volcanes tufio, chiles y cerro negro, en la frontera con el ecuador.

    en cuanto al desarrollo del recurso en la regin, este es considerado incipiente, an a pesar de los diferentes estudios realizados desde finales de la dcada de 1970 para el reconocimiento del potencial geotrmico, entre los cuales citamos los siguientes:

    x estudio de reconocimiento de campos geotrmicos existentes entre colombia y ecuador. olade, aQUater, BrGm y GeotrmIca ItalIana. 1979 a 1982.

    x estudios de prefactibilidad de desarrollo geotrmico en las reas de chiles tufio cerro negro Inecel olade 1982; olade Icel. 19861987.

    x estudios de prefactibilidad de desarrollo geotrmico en las reas del complejo Volcnico nevado del ruz. cHec 1983; GeocnsUl 1992; Gesa 1997.

    x mapa Geotrmico de colombia. InGeomInas 2000 (actualmente servicio Geolgico colombiano). mapa Geotrmico de colombia. InGeomInas anH. 2008.

    x estudios de investigacin de los sistemas geotermales de las reas de los Volcanes azu-fral y cumbal. InGeomInas 19981999, 20082009; InGeomInas UnIVersIdad nacIonal de colomBIa 2006.

    x estudios de investigacin de los sistemas geotermales de las reas de Paipa e Iza. InGeomInas 2005, 20082009.

    Por su parte, IsaGen ha realizado una serie de estudios sobre energas renovables y fuentes no convencionales de energa con el apoyo de diferentes empresas y entidades, con el pro-psito de avanzar en su desarrollo y potencial aprovechamiento. Para lograr este propsito,

  • ANTECEDENTES >> 5

    x estudio de prefactibilidad para el desarrollo del Proyecto Geotrmico Binacional tufio chiles cerro negro. los estudios incluyen la toma de fotografas areas, restitucin cartogrfica, estudios de geologa de detalle, geofsica, geoqumica, hidrogeologa, per-foracin de pozos de gradiente geotrmico y estudios ambientales para el desarrollo de la fase de factibilidad. IsaGen, celec eP. 20112014. (en ejecucin).

    dada la importancia de dar a conocer la experiencia de colombia, el BId e IsaGen a travs de la cooperacin tcnica recibida del Fondo Japons (JcF) y el Fondo ambiental mundial para el medio ambiente (Fnam/GeF) han compilado en este documento los aspectos que consideran de mayor relevancia para el desarrollo de la tecnologa y en particular algunos avances del proyecto de generacin de energa geotrmica desarrollado por IsaGen en la zona de influencia del mVr.

  • 7La geotermia es el calor que se produce en el interior de la tierra y es transferido a la supercie. En general los lugares ms apropiados para el aprovechamiento de este calor estn cerca de los volcanes, en cuyo interior se localizan rocas a altas tempera-turas, que calientan el agua que se inltra en el subsuelo. En la supercie la geoter-mia se maniesta en los manantiales termales que descargan agua caliente y vapor. Este recurso se puede aprovechar para:Baos medicinalesCalefaccinTurismo y recreacinAgricultura y piscicultura.Actividades industriales.Generacin de energa elctrica

    la GeotermIa es el calor QUe se ProdUce en el InterIor de la tIerra y es trans-ferido a la superficie. en general los lugares ms apropiados para el aprovechamiento de este calor estn cerca de los volcanes, en cuyo interior se localizan rocas a altas temperaturas, que calientan el agua que se infiltra en el subsuelo. en la superficie la geotermia se manifies-ta en los manantiales termales que descargan agua caliente y vapor. este recurso se puede aprovechar para:

    x Baos medicinales x Calefaccin x Turismo y recreacin x Agricultura y piscicultura. x Actividades industriales. x Generacin de energa elctrica

    en 1904 se inici el uso de los fluidos geotrmicos como fuente de energa. en ese perodo se instal en Italia una indus-tria qumica en la zona conocida como larderello, para extraer el cido brico contenido en las aguas calientes que se extraan de pozos perforados con ese fin. Posteriormente en este sitio se instal una planta de generacin de energa elctrica de 250 kW, la cual entr en operacin en 1913. actualmente la potencia instalada en larderello es de 390 mW2.

    durante los ltimos 30 aos el uso de la geotermia para generacin de energa se consolid como una industria madura y competitiva. esta tecnologa ha evolucionado con base en los continuos mejoramientos en el diseo de los equipos de transformacin del calor en energa y

    NATURALEZA Y ORIGEN DEL RECURSO GEOTRMICO 3

    1 direct Heat Utilization of Geothermal resources Worldwide 2005; oregon Institute of technology; John lund et al; 2005. http://geoheat.oit.edu/pdf/directht.pdf.2 What is geothermal energy?. dickson et al, Fanelli; Istituto di Geoscienze o Georisorse; 2004. http://www. geothermal-energy.org/314,what_is_geothermal_energy.htm.

    Figura 1 Calefaccin con radiadores de piso y pared con fluidos geo-trmicos1

  • NATURALEZA Y ORIGEN DEL RECURSO GEOTRMICO >> 9

    3.1. origen del recurso geotrmico

    la tierra est compuesta por una secuencia de capas cuyo centro es el ncleo interno, el cual est compuesto por metales pesados y slidos de alta densidad. luego se encuen-tra el ncleo externo que es semislido y est conformado por elementos menos pesados. el manto es una masa de slice fluida que recubre el ncleo externo. la rotacin del ncleo y la circulacin de la roca fundida en el manto son responsables de la formacin del campo magntico de la tierra.

    Por su parte, la corteza terrestre, ms slida y liviana, flota sobre el manto, desplazn-dose sobre l, lo cual produce un fenmeno conocido como deriva continental, causante del choque entre las placas continentales y las placas marinas. dicha colisin produce la subduccin, un fenmeno que hace deslizar la placa ocenica por debajo de la capa continental. en los sitios cercanos al contacto entre las placas continentales y marinas se genera una alta actividad volcnica por el ascenso del magma lquido, incrementando los movimientos telricos y originando el levantamiento de las cordilleras.

    5 Ver referencia 2.6 Ver referencia 2.

    Figura 5 Seccin transversal esquemtica del proceso de tectnica de placas6

    Figura 4 Esquema de la estructura de la tierra5

  • NATURALEZA Y ORIGEN DEL RECURSO GEOTRMICO >> 11

    3.2. Sistemas geotrmicos

    se denomina sistema geotrmico a un conjunto de elementos naturales que se pueden presen-tar en una misma rea o campo geotrmico y de la cual es posible extraer fluidos geotrmicos con diferentes fines. los componentes principales de este tipo de sistemas son los siguientes:

    a. Fuente de calor: puede ser; una roca caliente que ha incrementado su temperatura por contacto con un cuerpo volcnico intrusivo; una cmara magmtica o gases ca-lientes de origen magmtico. Generalmente la fuente de calor presenta temperaturas mayores a los 600 c. estas fuentes se pueden encontrar a diferentes profundidades, mayores a dos kilmetros.

    b. reservorio geotrmico: formacin de rocas permeables, donde circula el fluido geotrmico a profundidades econmicamente explotables. conocido tambin como yacimiento geotrmico.

    c. Sistema de suministro de agua: sistema de fallas o diaclasas en las rocas que permiten la recarga del reservorio geotrmico con el agua que se infiltra en el subsuelo. este flujo reemplaza los fluidos que salen del reservorio en forma de manantiales termales o aquellos que son extrados a travs de pozos.

    d. Capa sello: estrato impermeable, generalmente compuesto por arcillas (esmectita o montmorillonita) producto de la alteracin de las rocas por alta temperatura, que cubre el reservorio, lo contiene y evita la prdida de agua y vapor.

    8 Ver referencia 2.

    Figura 7 Esquema de un sistema geotrmico idea8

  • 150 c > 225 c > 200 c > 150

    9 Ver referencia 7.

  • NATURALEZA Y ORIGEN DEL RECURSO GEOTRMICO >> 13

    poder interpretar la informacin tcnica y abstraer de ella la geometra, localizacin y funcio-namiento del sistema hidrotrmico, todo lo cual es representado en un modelo Geotrmico conceptual.

    10 Geothermal systems in global perspective; Kristjn saemundsson et al, short course on Geothermal dri-lling, resource development and Power Plants UnU-GtP and laGeo, el salvador, January 1622, 2011. http:// www.os.is/gogn/unu-gtp-sc/UnU-GtP-sc-1202.pdf.11 Ver referencia 10.

    Figura 8 Esquema de la circulacin del agua en un sistema controlado por una falla10

    Figura 9 Esquema de un sistema geotrmico volcnico11

    Manantiales termales

    Km 0 1 2

    3

    Conveccin en fracturas

    0 50 100

    T (C)

    Transferencia de calor

  • NATURALEZA Y ORIGEN DEL RECURSO GEOTRMICO >> 15

    3.3. Tecnologas de generacin de energa elctrica

    los fluidos geotrmicos se pueden utilizar para generar energa elctrica mediante la utiliza-cin de motores o turbinas a vapor en un ciclo termodinmico denominado rankine, el cual se explica por la capacidad del vapor de expandirse y contraerse por el cambio de temperatura y su condensacin. la inyeccin del vapor en la turbina ejerce fuerza sobre sus labes o sobre los pistones de un motor, produciendo el movimiento de su eje para transmitir fuerza y movimiento a un generador elctrico.

    actualmente se genera energa elctrica utilizando la geotermia, mediante las siguientes tecnologas:

    a. Flash: tambin denominada abierta o de vapor directo. esta tecnologa se utiliza cuando se tienen fluidos geotrmicos con temperaturas superiores a los 200 c en planta. los fluidos geotrmicos pasan por un separador de vapor y agua, el vapor se inyecta a una turbina que a su vez mueve el generador elctrico, pasando luego a un condensador. el fluido geotrmico que ha cedido el calor retorna al reservorio mediante pozos de reinyeccin.

    b. Binaria: tambin se conoce como de ciclo cerrado. esta tecnologa se utiliza cuando se tienen fluidos geotrmicos con temperaturas inferiores a los 200 c en planta. en la tecnologa binaria, los fluidos geotrmicos calientan un compuesto orgnico por medio de un intercambiador de calor. se usan compuestos orgnicos como n-pentano o amoniaco, entre otros, que tienen bajo punto de ebullicin y alta presin de vapor a bajas temperaturas. el vapor del compuesto orgnico es inyectado a una turbina que, a su vez, mueve un generador elctrico, pasando luego a un condensador y retornando al ciclo. el fluido geotrmico que ha cedido el calor retorna al reservorio mediante pozos de reinyeccin.

    dependiendo de la presin y la temperatura de los fluidos geotrmicos se pueden usar di-ferentes tipos de turbinas de vapor, que se diferencian por su capacidad y eficiencia, entre estas se pueden encontrar:

    a. Turbinas de contrapresin: la salida del vapor de la turbina se encuentra a una presin superior a la atmosfrica, el vapor es ms fcil de transportar y puede ser utilizado en otros procesos.

    b. Turbinas de condensacin: el vapor, a la salida de la turbina, entra a un intercambia-dor de calor donde se condensa, generando vaco y un empuje adicional en la turbina. el vapor condensado es transportado para su reinyeccin al campo geotrmico. los fluidos geotrmicos una vez usados para generacin de energa pueden ser utilizados

  • NATURALEZA Y ORIGEN DEL RECURSO GEOTRMICO >> 17

    como fuente de calor en agricultura, piscicultura, para su distribucin como un servicio pblico de calefaccin o con fines tursticos.

    c. Turbinas de una o varias etapas: de acuerdo con la temperatura y presin de los fluidos geotrmicos se pueden instalar turbinas de una etapa, en las que el vapor que sale de la turbina va al condensador y de all al pozo de reinyeccin. en las turbinas de varias etapas l vapor sale de una seccin de la turbina que opera a alta presin y entra a otra que trabaja con vapor de menor presin, y as sucesivamente, hasta que el vapor pierde su capacidad de trabajo y es descargado en el condensador para su reinyeccin al campo geotrmico.

    3.4. Produccin y conduccin de vapor

    los fluidos geotrmicos extrados de un pozo pueden ser transportados por tuberas aisladas trmicamente, a distancias de varios kilmetros, dependiendo de la temperatura y presin del fluido. los costos de transporte del fluido aumentan considerablemente con la distancia, el fluido pierde presin y temperatura, por tanto lo ideal es usarlo en boca de pozo.

    existen dos alternativas para la conduccin y uso del vapor. la primera consiste en aprovechar el vapor para generacin de energa en boca de pozo, con unidades de cerca de 5 o 10 mW de capacidad. la segunda, es transportar los fluidos geotrmicos de varios pozos, hasta un mismo punto y all instalar una planta de generacin de energa de mayor capacidad.

    15 turbina para geotermia en mantenimiento Planta de Berln. laGeo, el salvador, short course on Geother-mal drilling, resource development and Power PlantsUnU-GtP and laGeo, el salvador, January 1622, 2011. Foto IsaGen 2011.

    Figura 13 Turbina de vapor para geotermia en mantenimiento15

  • NATURALEZA Y ORIGEN DEL RECURSO GEOTRMICO >> 19

    de megavatios de energa, los cuales continuarn fluyendo por algunos miles de millones de aos ms, razn por la cual se considera un fuente ilimitada de energa.

    los recursos geotrmicos han sido usados desde la antigedad con fines medicinales y agropecuarios. en la actualidad existen plantas de generacin con ms de cien aos. el ma-yor productor del mundo es estados Unidos donde se genera un promedio anual de 15 mil millones de kW/h lo que equivalen a la combustin de cerca de 25 millones de barriles de petrleo o su equivalente en carbn.

    el desarrollo y uso de un campo geotrmico implica el diseo y construccin de una serie de pozos de produccin y de reinyeccin, vas, lneas de conduccin de fluidos y de energa elctrica. el vapor una vez realiza el trabajo en la turbina es condensado y se reinyecta al reservorio geotrmico, junto con los fluidos de menor temperatura que son colectados en los separadores de vapor y agua. los pozos de produccin y de reinyeccin son aislados con tube-ras de recubrimiento, igualmente se cementa el espacio entre la pared del pozo y la tubera de recubrimiento. Para condensar el vapor comnmente se usan torres de enfriamiento con un circuito de agua en ciclo cerrado. estas acciones genricas y comunes a esta tecnologa son de vital importancia para considerar este tipo de energa como limpia y renovable, por las siguientes razones:

    x el vapor usado para generacin proveniente del pozo, se recupera y condensa con el fin de reinyectarlo al reservorio geotrmico, por tanto este no se emite a la atmosfera

    x Para condensar el vapor se requiere un sistema de enfriamiento. la forma ms eficiente de enfriamiento para el trpico es con agua en ciclo cerrado, por tanto las demandas de agua superficial es baja, solo para reposicin del agua evaporada en el proceso de enfriamiento

    x mientras la planta se encuentre en produccin el agua y vapor fluyen desde el reservorio hacia la planta. el vapor condensado y el agua colectada en los separadores de vapor se reinyecta. de esta manera se mantiene un flujo de agua constante desde el reservorio hacia la planta y de esta al reservorio.

    x no se generan vertimientos lquidos provenientes del proceso de generacin, pues los fluidos son reinyectados

    x los pozos de produccin son revestidos internamente de manera que se evita la con-taminacin de las aguas subterrneas con aguas calientes provenientes del reservorio

    x los pozos de reinyeccin son revestidos internamente de manera que se evita la entrada de aguas subterrneas fras al reservorio

    x el recurso geotrmico est disponible todo el ao independientemente de las variaciones climticas o hidrolgicas

  • NATURALEZA Y ORIGEN DEL RECURSO GEOTRMICO >> 21

    aunque a las plantas de geotermia se les asocia otras emisiones como cido sulfhdrico (H2s) dixido de carbono (co2) e incluso mercurio, el contenido de stos en los fluidos es muy bajo y existen tcnicas para atraparlos, por lo cual esto no constituye un problema ambiental y no se incluyen como tal en la literatura especializada.

    Tabla 2 Estudio de caso de emisin de contaminantes17

    Emisinxidos de

    nitrgeno (NOx)Dixido de Azufre

    (SO2)

    Material particulado

    (PM)Dixido de

    carbono (CO2)

    Impactos esperados

    Irritacin de los pulmones, tos, formacin de

    smog, deterioro de la calidad del

    agua.

    Problemas respiratorios, opresin en

    el pecho, enfermedades

    respiratorias, dao del ecosistema

    asma, bronquitis,

    cncer, deposicin

    atmosfrica, disminucin de la visibilidad.

    calentamiento global, aumento

    del nivel del mar, riesgo de inundaciones,

    derretimiento de los glaciares

    Planta geotrmica 0 00,35 0 088,8

    Planta de carbn 4,31 10,39 2,23 2.191

    emisiones compensadas por explotacin geotrmica (milln ton/ao)

    32 78 17 16.000.000

    * Las plantas geotrmicas no emiten dixido de azufre directamente. El sulfuro de hidrgeno se libera en forma de gas a la atmsfera, con el tiempo se transforma en dixido de azufre y cido sulfrico. Por lo tanto, ningn tipo de emisiones de dixido de azufre relacionadas con la energa geotrmica se derivan de las emisiones de sulfuro de hidrgeno.

    Tabla 3 Emisin de contaminantes por diferentes tecnologas18

    Emisin lb/MWh CarbnAceite

    combustible Gas natural Geotermia

    xidos de nitrgeno 4,31 4 2,96 0

    dixido de azufre 10,39 12 0,22 0,35

    material particulado 2,23 0,14 0

    17 a Guide to Geothermal energy and the environment. By alyssa Kagel, diana Bates, & Karl Gawell. Geother-mal energy association, 209 Pennsylvania avenue se, Washington, d.c. 20003. Phone: (202) 4545261 Fax: (202) 4545265, www.geo-energy.org, Updated april 2007.18 Ver referencia 17.

  • NATURALEZA Y ORIGEN DEL RECURSO GEOTRMICO >> 23

    3.5.4 Uso del terreno y ruidolas instalaciones geotrmicas demandan poco espacio para su construccin y operacin y aunque el campo geotrmico podra ocupar extensas reas, es importante tener en cuenta que la ocupacin es puntual y solamente se usan reas para plataformas de perforacin e instala-cin de cabezas de pozo, vas de acceso, corredores para lneas de conduccin de fluidos, la lnea de conexin y la planta geotrmica. las lneas de conduccin de fluidos se construyen con aislamiento trmico y a una altura cercana a un (1) metro de altura. la infraestructura del campo y la planta generalmente ocupa menos del 10% del rea del campo geotrmico.

    la asociacin Internacional de Geotermia (IGa) cita como ejemplo de lo anterior el rea demandada por varios tipos de proyectos de generacin, como sigue:

    Tabla 4 reas demandadas por diferentes tipos de proyectos de generacin19

    Tecnologa rea requerida m2/GWh Observacin

    carbn 3.642 Incluye la actividad de la minera

    solar trmica 3.561 Para un proyecto fotovoltaico con estacin central no en azoteas de edificiossolar fotovoltaica 3.237

    Geotrmica 404 rea ocupada por las turbinas y vas de servicio

    19 Ver referencia 17.20 lnea de conduccin y cabeza de pozo en campos geotrmicos mexicanos, tomado de: GeotHermal ac-tIVIty and deVeloPment In meXIco, GeotHermal traInInG ProGramme. magaly Flores armenta and luis c. a. Gutirrez negrin. cFe-GPG. comisin Federal de electricidad and mexican Geothermal associa-tion. Gerencia de Proyectos Geotermoelctricos. UnIted natIons UnIVersIty. GeotHermal traInInG ProGramme, enero de 2011.

    Figura 15 Linea de conduccin y cabeza de pozo en campos geotrmicos mexicanos20

  • 25

    La geotermia es el calor que se produce en el interior de la tierra y es transferido a la supercie. En general los lugares ms apropiados para el aprovechamiento de este calor estn cerca de los volcanes, en cuyo interior se localizan rocas a altas tempera-turas, que calientan el agua que se inltra en el subsuelo. En la supercie la geoter-mia se maniesta en los manantiales termales que descargan agua caliente y vapor. Este recurso se puede aprovechar para:Baos medicinalesCalefaccinTurismo y recreacinAgricultura y piscicultura.Actividades industriales.Generacin de energa elctrica

    ESTADO Y PERSPECTIVAS DE LA GEOTERMIA 4

    4.1. Capacidad instalada en el mundo

    en el mundo existen cerca de 11.000 mW de capacidad instalada en geotermia. algunos pases como los estados Unidos, Filipinas, Indonesia, mxico, Italia, nueva Zelanda, Islandia y Japn suman en conjunto, el 90% de la capacidad instalada total, como se muestra en la tabla 5.

    Pases como Islandia y el salvador tienen una capacidad instalada en geotermia ms baja, si se comparan con estados Unidos, Filipinas, Indonesia o mxico. sin embargo estos usan

    21 Geothermal Power Generation in the World 20052010. Update report. ruggero Bertani. http://iea-gia.org/documents/longtermGeothermelecdevelopWorld- Bertanioffenburg23Feb09.pdf.

    Figura 16 Capacidad instalada en 2010 (MW) en el mundo21

    EE. U

    U.

    Filip

    inas

    Indo

    nesi

    a

    Mx

    ico

    Italia

    Nuev

    a Ze

    land

    a

    Isla

    ndia

    Jap

    n

    El S

    alva

    dor

    Keni

    a

    Cost

    a Ri

    ca

    Nica

    ragu

    a

    Rusi

    a

    Turq

    ua

    Papu

    a Nu

    eva

    Guin

    ea

    Guat

    emal

    a

    Portu

    gal

    Chin

    a

    Fran

    cia

    Etio

    pa

    Alem

    ania

    Aust

    ria

    Aust

    ralia

    3.09

    2

    1.904

    1.197

    959

    843

    629

    574

    535

    204

    167

    166

    88 82 81 56 52 29 24 17 7 7 11

    0

    500

    1.000

    1.500

    2.000

    2.500

    3.000

  • ESTADO Y PERSPECTIVAS DE LA GEOTERMIA >> 27

    Tabl

    a 5

    Capa

    cida

    d y

    tipo

    de

    Plan

    tas

    inst

    alad

    as e

    n el

    mun

    do p

    ara

    el a

    o 2

    0102

    2 :

    Pas

    Flas

    h (c

    ontr

    apre

    sin

    )Bi

    nari

    aFl

    ash

    (una

    eta

    pa)

    Flas

    h (m

    ulti

    etap

    a)Va

    por s

    eco1

    Tota

    l

    MW

    Uni

    dade

    sM

    WU

    nida

    des

    MW

    Uni

    dade

    sM

    WU

    nida

    des

    MW

    Uni

    dade

    sM

    WU

    nida

    des

    Fran

    cia

    21

    101

    51

    173

    etio

    pa

    72

    72

    alem

    ania

    73

    73

    aust

    ralia

    12

    12

    aust

    ria

    13

    13

    taila

    ndia

    01

    01

    ToTA

    l14

    525

    1.18

    023

    64.

    420

    141

    2.09

    161

    2.87

    962

    10.7

    1552

    5

    22 V

    er re

    fere

    ncia

    21.

    (con

    tinua

    cin

    )

  • ESTADO Y PERSPECTIVAS DE LA GEOTERMIA >> 29

    Tabl

    a 6

    Crec

    imie

    nto

    de la

    cap

    acid

    ad in

    stal

    ada

    y ge

    nera

    cin

    geo

    trm

    ica2

    4

    Pas

    Inst

    alad

    o 20

    05 M

    WEn

    erg

    a 20

    05 G

    Wh

    Inst

    alad

    o 20

    10 M

    WEn

    erg

    a 20

    10 G

    Wh

    Pron

    sti

    co

    2015

    MW

    Incr

    emen

    to d

    esde

    200

    5

    MW

    GWH

    Capa

    cida

    d %

    Ener

    ga

    %

    ee. U

    U.

    2.56

    413

    .840

    3.09

    316

    .603

    5.40

    053

    02

    3721

    %1

    %

    Indo

    nesi

    a79

    76.

    085

    1.19

    710

    3.50

    040

    04

    50%

    58%

    Isla

    ndia

    202

    1.48

    357

    54.

    597

    800

    373

    318

    4%21

    0%

    nuev

    a Ze

    land

    a43

    52.

    774

    628

    4.05

    51.

    240

    193

    1.28

    144

    %46

    %

    turq

    ua

    2010

    582

    490

    200

    6238

    530

    8%36

    8%

    el s

    alva

    dor

    151

    967

    204

    1.42

    229

    053

    455

    35%

    47%

    Ital

    ia79

    15.

    340

    843

    5.52

    092

    052

    180

    7%3%

    Papu

    a nu

    eva

    Guin

    ea6

    1756

    450

    7550

    433

    833%

    254%

    Keni

    a12

    91.

    088

    167

    1.43

    053

    038

    342

    29%

    31%

    Guat

    emal

    a33

    212

    5228

    912

    019

    7758

    %36

    %

    Port

    ugal

    1690

    2917

    560

    1385

    78%

    94%

    nica

    ragu

    a77

    271

    8831

    024

    011

    3914

    %15

    %

    alem

    ania

    01,

    57

    5015

    649

    3%3%

    mx

    ico

    953

    6.28

    295

    87.

    047

    1.14

    05

    766

    1%12

    %

    rusi

    a79

    8582

    441

    190

    335

    64%

    419%

    cost

    a ri

    ca16

    31.

    145

    166

    1.13

    120

    03

    14

    2%1

    %

    Fran

    cia

    1510

    216

    9535

    27

    10%

    7%

  • ESTADO Y PERSPECTIVAS DE LA GEOTERMIA >> 31

    a nivel latinoamericano el pas donde se prev un mayor crecimiento de este tipo de ener-gticos es mxico, que en 2010 contaba con cerca de 1.000 mW instalados y en operacin. tambin se espera que crezca la capacidad instalada en otras naciones de la regin, tales como nicaragua, Guatemala, el salvador, chile y colombia, entre otros.

    4.3. DESArrollo DE lA GEoTErMIA EN ColoMBIA

    actualmente colombia no cuenta con generacin de energa elctrica aprovechando la geo-termia. a pesar de que en el pas se han realizado diversos estudios desde la dcada del 70 sobre el potencial geotrmico y de la existencia de polticas de estado para promover este tipo de tecnologas, esta an no se ha desarrollado.

    existe una serie de causas que pueden explicar el lento desarrollo de la geotermia en el pas, entre ellas:

    x los estudios para la exploracin y el modelamiento del recurso son altamente especia-lizados y costosos.

    25 Ver referencia 21.

    Figura 18 Crecimiento de la capacidad instalada y generacin geotrmica25

    GWh

    GWh 200552.704

    GWh 200510.717GWh 2005

    8.933

    GWh 200518.501

    GWh 200557.656

    GWh 2015104.344

    MW

  • ESTADO Y PERSPECTIVAS DE LA GEOTERMIA >> 33

    como la elaboracin de una primera aproximacin al modelo hidrotermal magmtico del rea de estudio.

    x Proyecto de investigacin: modelo resistivo del subsuelo con sondeos de magnetotel-rica (mt) en un sector del rea de estudio. IsaGen 20112012, con el apoyo tcnico

    26 servicio Geolgico colombiano (antes InGeomInas). InGeomInas - anH 2008. http://www.si3ea.gov.co/si3ea/documentos/docu-mentacion/energias_alternativas/potencialidades/mapaGeotermia.pdf.

    Figura 19 reas de inters geotrmico en Colombia26Fu

    ente

    : Ser

    vici

    o Ge

    olg

    ico

    Colo

    mbi

    ano

  • ESTADO Y PERSPECTIVAS DE LA GEOTERMIA >> 35

    x elaboracin y obtencin de la geologa de detalle, geologa estructural, hidrogeologa, geofsica y geoqumica del macizo Volcnico del ruz.

    x Identificacin de sistemas geotrmicos y elaboracin de un modelo geotrmico con-ceptual del rea de estudio.

    x Perforacin y registro geofsico de tres (3) pozos de gradiente trmico x seleccin de nueve (9) sitios con potencial para perforacin exploratoria x diseo de pozos, vas de acceso, plataformas y estudios ambientales para la etapa de

    perforacin exploratoria

    Fortalecimiento institucional y creacin de capacidad tcnica x se doto a la UnIVersIdad nacIonal de colomBIa y al serVIcIo GeolGIco colom-

    BIano de modernos equipos de laboratorio y campo para la exploracin geotrmica y otras aplicaciones. x se realiz una campaa de difusin de resultados del proyecto y de la tecnologa en

    cinco (5) ciudades del pas (Bogot, manizales, Pereira; Ibagu y medelln) con la participacin de entidades del sector ambiental, del sector de energa, universidades, la comunidad y la empresa privada. en estas reuniones se entreg material tcnico de divulgacin de la tecnologa.

    x se han invertido recursos por cerca de Usd $6000.000, provenientes de recursos propios de IsaGen, cofinanciacin y aportes de colcIencIas; el Banco Interame-rIcano de desarrollo, la aGencIa Para el desarrollo del comercIo de es-tados UnIdos; la UnIVersIdad nacIonal de colomBIa; el serVIcIo GeolGIco colomBIano y el centro InternacIonal de FsIca.

    Capacitacin, formacin profesional x cerca de 40 personas del serVIcIo GeolGIco colomBIano (antes InGeomInas);

    profesores, estudiantes de posgrado y pregrado de la UnIVersIdad nacIonal de co-lomBIa, apoyados por profesionales de IsaGen, el BId, colcIencIas y expertos de la empresa Boston Pacific Inc; la Unam, el cIF y el consorcio nIPPon KoeI GeotHermal e InteGral K, trabajaron y se capacitaron en el proyecto con los siguientes resultados: x se elaboraron seis (6) tesis de maestra en alteraciones hidrotermales; geologa

    estructural; geoqumica; fluidos geotrmicos; geofsica y cromatografa de gases; siete (7) tesis de pregrado en: petrografa; microtermometra; difraccin de rayos x e inclusiones fluidas.

    x se realizaron diferentes cursos y talleres de trabajo en el pas en el exterior con exper-tos de estados Unidos, Japn y el salvador en; geoqumica, geofsica, interpretacin y anlisis de resultados.

    x se particip en seminarios y eventos internacionales, mediante la presentacin de po-nencias y artculos cientficos sobre aspectos especficos de investigacin, en Hungra;

  • ESTADO Y PERSPECTIVAS DE LA GEOTERMIA >> 37

    x existe un gran nmero de tcnicas, mtodos y equipos de geofsica, todos estos brindan informacin importante y til, pero su aplicacin indiscriminada aumenta los costos y el tiempo de ejecucin del proyecto. Internacionalmente se encuentra aceptado que la magnetotelrica es la tcnica que brinda la mejor informacin para la construccin del modelo geotrmico conceptual.

    x es necesario dar continuidad a la capacitacin y formacin de personal profesional del pas en geotermia, mediante la vinculacin de universidades, grupos de investigacin y entidades del gobierno al desarrollo de los proyectos para crear la capacidad tcnica y cientfica para la exploracin y desarrollo del recurso.

    Ambientales x en colombia, las zonas potenciales para la geotermia se encuentran en zonas de paramo

    y reserva forestal, que tambin son usadas para cultivos de papa y ganadera de leche. la infraestructura para el desarrollo del campo y la planta de geotermia deben ser planeadas para ser construidas en las reas ya intervenidas.

    x la infraestructura y planta de generacin solo ocupan pequeas reas de un campo geotrmico. de acuerdo con esto, las reas no usadas de los campos geotrmicos se pueden destinar para proteccin y recuperacin del pramo, bosque de niebla, bosque alto andino y fauna asociada.

    x las plantas de geotermia generan recursos econmicos por transferencias de ley y otros. estos recursos pueden ser usados para la adquisicin de tierras de las reas no usadas en los campos geotrmicos y el manejo conjunto del campo con las autoridades ambientales, para la conservacin del pramo.

    x las autoridades, las comunidades indgenas y la comunidad en general desconocen las caractersticas de esta tecnologa y existe un temor generalizado sobre su relacin con sismos y erupciones volcnicas. se requiere realizar una intensa labor de capacitacin sobre las caractersticas de la geotermia.

    x se requiere explorar la potencialidad de otros usos de la geotermia en el pas, (agricul-tura, acuicultura, calefaccin, extraccin de minerales, recreacin y turismo) los cuales podran ser desarrollados de manera conjunta con la generacin de energa elctrica.

    x de acuerdo con la experiencia lograda en el desarrollo del proyecto del macizo Volcnico del ruiz, se considera pertinente adecuar el proceso de licenciamiento ambiental a las caractersticas propias de la tecnologa y el proceso de desarrollo, como se propone en el captulo 6.

    Financieros y regulatorios x los estudios para la exploracin y el modelamiento del recurso son altamente especiali-

    zados y costosos; las etapas preliminares de exploracin implican cuantiosas inversiones,

  • 39

    La geotermia es el calor que se produce en el interior de la tierra y es transferido a la supercie. En general los lugares ms apropiados para el aprovechamiento de este calor estn cerca de los volcanes, en cuyo interior se localizan rocas a altas tempera-turas, que calientan el agua que se inltra en el subsuelo. En la supercie la geoter-mia se maniesta en los manantiales termales que descargan agua caliente y vapor. Este recurso se puede aprovechar para:Baos medicinalesCalefaccinTurismo y recreacinAgricultura y piscicultura.Actividades industriales.Generacin de energa elctrica

    el desarrollo de Un Proyecto GeotrmIco InclUye la realIZacIn de las etaPas comunes para cualquier proyecto energtico, con una variante significativa. no es posible comprobar si el recurso geotrmico existe en la cantidad y calidad aprovechable hasta que se ejecute la fase de factibilidad, en la cual se realizan las perforaciones exploratorias y la evaluacin del yacimiento; es decir, despus de que se han hecho cuantiosas inversiones a riesgo en estudios y las mismas perforaciones.

    los estudios tcnicos previos a la perforacin exploratoria son fundamentales, puesto que se requiere la mayor cantidad posible de informacin geolgica, geofsica, geoqumica e hidro-geolgica que permita la construccin de un modelo conceptual del sistema Geotrmico, que se acerque ms a la realidad, lo cual aumenta la probabilidad de xito en la exploracin. sin embargo, slo la perforacin exploratoria y la evaluacin del yacimiento pueden confirmar la existencia del recurso geotrmico. la exploracin geotrmica busca, entre otras cosas, lo siguiente:

    a. Identificar el proceso geotrmico que est ocurriendo;b. Identificar si existe un campo geotrmico aprovechable;c. estimar el tamao del reservorio y la calidad del recurso disponible;d. determinar el tipo de campo geotrmico;e. localizar las zonas productivas y de recarga;f. determinar el contenido calrico de los fluidos presentes en el reservorio;g. determinar los parmetros ambientalmente relevantes, previo a la explotacin;h. compilar el mayor nmero de caractersticas del campo y planear su desarrollo y

    operacin;i. establecer las caractersticas tcnicas y dimensionamiento de la planta de generacin;

    el desarrollo de un proyecto geotrmico se podra realizar en las fases que se ilustran a continuacin:

    Usualmente el programa de exploracin se lleva a cabo paso a paso. en cada fase se deben ir eliminando las reas menos promisorias y concentrando esfuerzos en aquellas ms pro-misorias. a medida que se desarrolla el programa, los mtodos utilizados se tornan cada vez ms sofisticados, detallados y costosos, por tanto la magnitud y presupuesto del programa

    FASES DE DESARROLLO DE UN PROYECTO GEOTRMICO 5

  • FASES DE DESARROLLO DE UN PROYECTO GEOTRMICO >> 41

    de exploracin debera ser proporcional a sus objetivos y a la importancia de los recursos que se espera encontrar.

    as mismo, el programa de exploracin debe ser flexible y revaluado continuamente, de acuerdo con los resultados de las distintas prospecciones en cada fase y con la consecuente actualizacin del modelo Geotrmico conceptual.

    5.1. FASE 1. rECoNoCIMIENTo

    en esta Fase se deben considerar algunas variables de importancia que pueden afectar el desarrollo del proyecto, entre ellas estn:

    la existencia de zonas con restricciones ambientales como posibles limitantes para el desa-rrollo de un proyecto, entre ellas: reas ambientalmente sensibles, zonas pertenecientes al sistema de Parques nacionales naturales y nivel del conflicto social y poltico.

    la facilidad de acceso a la zona y de la posible evacuacin de la energa al sistema Interco-nectado nacional.

    28 Ver referencia 28.

    Figura 20 Fases del desarrollo de un proyecto geotrmico28

    FACTIBILIDAD(1.5 aos)

    DESARROLLO(3 aos)

    OPERACIN COMERCIALRECONOCIMIENTO (1 Ao)

    Perforaciones exploratorias (2 a 3 km)

    Evaluacin del yacimiento

    Identificacin y seleccin de zonas potenciales Anlisis de restricciones ambientales

    Perforacin de pozos de produccin

    Perforacin de pozos de reinyeccin

    Contruccin de lneas de conduccin

    Contruccin de la central de generacin y conexin al STN

    Anlisis de viabilidad tcnica Anlisis de viabilidad econmica Alistamiento y pruebas

    Ejecucin del PMA para contruccin Ejecucin del PMA perforacin

    exploratoria Elaboracin de estudios

    ambientales complementarios

    Cartografa y restitucin Geologa de detalle Alteraciones hidrotemales Geofsica (gravimetria, magnetometra,

    magnetotelrica, ssmica) Geoqumica Hidrogeologa Gradiente trmico

    PREFACTIBILIDAD(2.5 aos)

    Modelo geotrmico conceptual Seleccin de sitios de perforacin

    exploratoria Diseo de pozos de perforacin

    exploratoria Diseo de vas de acceso

    EIA para exploracin y uso del recurso

  • FASES DE DESARROLLO DE UN PROYECTO GEOTRMICO >> 43

    se recargan los reservorios geotrmicos con aguas freticas o de infiltracin. Un objetivo de una perforacin exploratoria es la interseccin de las fallas por las cuales circulan fluidos geotrmicos, con el fin de acceder al reservorio.

    los estudios geolgicos se realizan mediante la revisin de la informacin existente de la zona, la fotointerpretacin y la ejecucin de campaas de reconocimiento en campo con muestreo de rocas, la elaboracin de perfiles estratigrficos, anlisis mineralgicos y petrogrficos de laboratorio. el resultado de todo ese anlisis es el mapa geolgico detallado de la zona.

    5.2.3 Geofsicamediante la geofsica se miden una serie de propiedades de las rocas con el fin de establecer, de manera indirecta y desde la superficie, la estructura del subsuelo hasta varios kilmetros

    29 Ver referencia 28.

    Figura 21 Diagrama de flujo de la fase de prefactibilidad29

    Estudio de geologa (Estructural y litologa)

    Estudios de geofsica, geoqumica, alteraciones hidrotermales, mineraloga e hidrologa

    Estudios de magnetotelrica

    Modelo geotrmico conceptual

  • FASES DE DESARROLLO DE UN PROYECTO GEOTRMICO >> 45

    x Gravimetra: se basa en la medicin de la variacin de la densidad de las rocas x magnetometra: se basa en la medicin de la variacin de la susceptibilidad magntica

    de las rocas x magnetotelrica: este es un mtodo pasivo que mide las variaciones en la conductividad

    o resistividad elctrica de las rocas x Geoelctrica (sondeos elctricos verticales): mtodo activo para medir la variacin en

    la conductividad o resistividad del subsuelo (profundidades menores que la magneto-telrica)

    x ssmica (pasiva o activa): mide la variacin de velocidad de propagacin de ondas elsticas en el subsuelo

    x Prospeccin trmica: mide el gradiente o variacin de temperatura del subsuelo con respecto de la profundidad

    Gravimetra y magnetometracon estos mtodos es posible detectar contrastes en la densidad y la susceptibilidad mag-ntica de las rocas en profundidad. los resultados pueden ser interpretados para modelar la geometra y la distribucin de unidades litolgicas y estructuras geolgicas del rea de estudio. las variaciones en la densidad y susceptibilidad magntica de las rocas pueden variar con la composicin, temperatura y humedad; por tanto es posible relacionar anomalas o variaciones de estos parmetros con la posible presencia de una discontinuidad estructural, una fuente de calor o un reservorio geotrmico.

    los resultados se presentan como anomalas de Bouguer y se localizan en planos que indican la variacin lateral de la densidad con relacin a una estacin base. Un cambio de alta densidad de una manifestacin en un medio de baja densidad se considera una anomala positiva. las rocas a alta temperatura sufren expansin, con el consiguiente aumento de volumen y la reduccin de la densidad, como en el caso de fuentes de calor llamadas calderas.

    Por su parte, las variaciones del campo magntico de la tierra estn relacionadas con la pre-sencia de concentraciones de material ferromagntico, sin embargo la magnetita es alterada por altas temperaturas. los ensayos de magnetometra se procesan e interpretan resultando en mapas que indican las variaciones del campo magntico terrestre y se usan para identificar zonas alteradas o anomalas causadas por altas temperaturas.

    el siguiente es un ejemplo de un perfil geolgico del rea del macizo Volcnico del ruz y el modelo geofsico elaborado a partir de la anomala residual de Bouguer y residual del campo magntico reducido al polo.

  • FASES DE DESARROLLO DE UN PROYECTO GEOTRMICO >> 47

    el equipo de medicin de magnetotelrica est compuesto por una serie de bobinas recep-toras, electrodos y cables. son equipos multifuncionales de amplio espectro con sensores de audiomagnetotelrica amt (1Hz 10kHz) y sensores de magnetotelrica mt (1/10.000Hz-400Hz).

    las seales elctricas y de campos magnticos generados por las corrientes telricas de pro-fundidad son analizadas e interpretadas para completar el modelo geotrmico conceptual de las zonas de Inters. los trabajos son realizados por personal con experiencia y conocimiento en energa geotrmica.

    con esta tcnica es posible elaborar modelos bidimensionales o tridimensionales del subsuelo en un rea y correlacionar las anomalas o variaciones de la resistividad con la posible pre-sencia de una discontinuidad estructural, una fuente de calor o un reservorio geotrmico. la mayor ventaja del mtodo magnetotelrico es que puede ser utilizado para definir estructuras hasta 10 kilmetros de profundidad, lo que no es posible logar con otros mtodos.

    Ssmicala ssmica pasiva permite registrar variaciones en la intensidad y velocidad de viaje de las ondas compresivas y cortantes originadas por microsismos naturales. se usa para identificar cambios estructurales en el subsuelo. Para la interpretacin se parte del supuesto que la velocidad de la onda aumenta con la profundidad, sin embargo a medida que se presentan cambios en la estratigrafa, discontinuidades u obstculos, la velocidad de propagacin de la onda vara.

    32 Ver referencia 31.

    Figura 24 Ejemplo de un perfil de resistividad mediante tcnicas de Magnetotelrica32

  • FASES DE DESARROLLO DE UN PROYECTO GEOTRMICO >> 49

    33 Ver referencia 31.34 Ver referencia 31.

    Figura 26 Diagrama ternario de composicin qumica del agua (cationes)34

    Cl 0 100

    50

    280

    260

    25 240

    220

    200

    Lnea de

    Equilibrio

    160 180

    140

    120

    75

    100!

    50 80

    300

    75 320 340

    100 K/100

    Aguas

    Inmaduras

    25 11

    6 10 9 5

    7 4 1 3 2

    0 Mg 0,5

    0 25 50 75 100

    Figura 25 Diagrama ternario de composicin qumica del agua (aniones)33

    8

    Cl 0 100

    11 25

    10 7 6

    50

    75

    100

    AGUAS MADURAS 75 9 50

    3 5

    4 1 2 25

    5 12

    14 13

    0 SO4 HCO3

    0 25 50 75 100 AGUAS CALENTADAS POR

    VAPOR

  • FASES DE DESARROLLO DE UN PROYECTO GEOTRMICO >> 51

    conductividad trmica, el calor especfico y la porosidad, con lo cual se estima el flujo de calor o su potencial en trminos del flujo de calor (W/m2).

    de manera adicional, las muestras de roca se someten a anlisis mineralgicos mediante secciones delgadas, anlisis de istopos, radiacin e inclusiones fluidas, con el fin de determinar las caractersticas de los fluidos geotrmicos que han estado en contacto con las rocas.

    en la misma perforacin de gradiente trmico se realizan una serie de registros geofsicos, mediante sondas, que complementan la informacin geolgica existente y aportan datos importantes para la elaboracin del modelo geotrmico conceptual de la zona de inters, entre ellos:

    x Caliper: mide la variacin del dimetro del pozo en la profundidad y sirve para definir si es posible el uso de las sondas geofsicas al interior del mismo.

    x rayos gamma: se mide la respuesta de las paredes del pozo ante la radiacin y sirve para identificar capas de arcilla, debido a su radioactividad natural, aunque otras rocas como los shales o rocas ricas en carbonatos y feldespatos, tambin presentan alta radioactividad natural.

    x Potencial espontneo: mide la diferencia de potencial elctrico entre un electrodo colocado en la superficie del terreno y el potencial natural medido en la profundidad de un pozo. este ensayo contribuye a detectar capas permeables por la difusin de iones. tambin se emplea para detectar el nivel fretico en el interior de un pozo.

    x resistividad: mide la capacidad de la roca para conducir la electricidad con la profun-didad. esta medida sirve para detectar el agua de la formacin.

    x Densidad: mide la cantidad de masa por unidad de volumen de las rocas en la profun-didad del pozo, sirve para identificar diferentes capas de roca. este sondeo se emplea para complementar los estudios de gravimetra que se realizan en la superficie del terreno.

    x Neutrn/Neutrn: se usa para detectar estratos con alta porosidad y contenido de agua, por su comportamiento ante la radiacin.

    x Snico: mide la habilidad de las rocas para transmitir ondas ssmicas de compresin en los estratos del pozo. la herramienta emite una onda de sonido desde la fuente a travs de la roca y mide el tiempo de regreso al receptor.

    x Presin: mide la variacin de la presin en la profundidad del pozo. x Temperatura: mide la variacin de la temperatura en la profundidad del pozo. normal-mente se requiere de varias mediciones hasta que sta se haya estabilizado. Permite calcular la variacin del calor con respecto al tiempo y contribuir con la medicin del flujo de calor.

  • FASES DE DESARROLLO DE UN PROYECTO GEOTRMICO >> 53

    Una vez se realizan las mediciones de temperatura del pozo, por un tiempo de un mes, se coloca una vlvula para completar el pozo, se limpia el rea y se restituye el terreno a su condicin original.

    36 Ver referencia 31.

    Figura 28 Perforacin de pozos de gradiente trmico en el macizo Volcnico del Ruiz36

    Paquete de bateras

    Seccin con sensor electronico

    Receptor de calor principal

    Otros accesoriosTubo con

    aislamiento termal con cierre

  • FASES DE DESARROLLO DE UN PROYECTO GEOTRMICO >> 55

    Uno de los fines fundamentales de la construccin de un modelo geotrmico conceptual, es obtener elementos que ayuden a reducir la incertidumbre para la seleccin de los sitios de perforacin exploratoria y dar continuidad al desarrollo del proyecto. Para lo anterior se debe dar respuesta a los siguientes interrogantes:

    38 Ver referencia 31.39 Geophysical conceptual model of the chinameca Geothermal area; Pedro santos et al; short course on sur- face exploration for Geothermal resources; UnU-GtP and laGeo; el salvador; 1730 october, 2009. http:// www.os.is/gogn/unu-gtp-sc/UnU-GtP-sc-0915a1.pdf.

    Figura 30 Modelo geotrmico preliminar de un rea del Macizo Volcnico del Ruiz38

    Figura 31 Modelo geotrmico conceptual del campo de Chinameca El Salvador39

    ?

    Pzos Qla

    5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000

    Qla

    ?

    Pres

    La Olleta Qlr

    Arenas

    Pres

    ?

    Falla Palestina 1500

    1000 500

    Falla ? San Jernimo

    Cmara

    0 4.000 8.000 12.000 16.000 20.000 24.000 28.000 32.000 36.000 2.000 6.000 10.000 14.000 18.000 22.000 26.000 30.000 34.000

  • FASES DE DESARROLLO DE UN PROYECTO GEOTRMICO >> 57

    Generalmente los pozos son telescpicos, es decir, la perforacin inicia en dimetros de 20 a 30 pulgadas en la superficie y se reduce gradualmente el dimetro con la profundidad. en la exploracin geotrmica existen dos criterios para terminar los pozos. Uno de ellos es terminar el pozo con cuatro pulgadas, que corresponde a un dimetro estrecho que sirve solamente para la exploracin. otro criterio es instalar un dimetro que permita la

    40 Ver referencia 28.

    Figura 32 Diseo de pozo exploratorio vertical tipo40

    Profundidad de perforacin (m)

    0

    500

    1000

    1500

    2000

    2500

    Broca

    (pulgadas)

    34 55m

    24 505m

    17-1/2 1005m

    12-1/4 1605m

    8-1/2 2600m

    Tibera API (pulgadas)

    20 Schedule 40 50m 18-5/8 k-55 87,5lb/ft 500m 13-3/8 Cr 54,5lb/ft 1000m 9-5/8 Cr 40,0lb/ft 1600m Objetivo interseccin falla Tubera ranurada 7 Cr 23,0lb/ft 1600m

  • FASES DE DESARROLLO DE UN PROYECTO GEOTRMICO >> 59

    5.3.2 Evaluacin del yacimientolos pozos de exploracin proporcionan informacin geolgica y geofsica, mediante la cual es posible comprobar las hiptesis y los supuestos del modelo geotrmico conceptual, los estudios tcnicos y exploraciones de superficie. el muestreo y anlisis de los fluidos geotr-micos del pozo y el anlisis de las muestras de rocas de la perforacin permiten determinar las caractersticas qumicas de los fluidos y la conductividad hidrulica.

    Una vez perforado el pozo, se instalan tuberas y vlvulas de cabeza de pozo para realizar pruebas de produccin con el fin de determinar las reservas, la capacidad de sostener la produccin por largos periodos de tiempo, los requerimientos de reinyeccin de fluidos y potencial productividad del pozo, en trminos del flujo de masa y de entalpa para produccin de energa.

    se requieren varios pozos para poder determinar el tamao del reservorio y su capacidad de produccin de fluidos geotrmicos. los expertos y la literatura reportan una probabilidad de xito del 25%, lo que quiere decir que de cuatro pozos exploratorios perforados solo uno resulta positivo. la perforacin exploratoria conlleva una alta incertidumbre y de su xito depende la continuidad de un proyecto geotrmico.

    la informacin colectada de los pozos que resulten con permeabilidad y temperaturas adecuadas debe conllevar a la simulacin numrica del campo, esta permite determinar el potencial energtico del campo y la viabilidad de su aprovechamiento.

    5.3.3 Evaluacin de viabilidad tcnica y econmicaUna vez se ha determinado la existencia y calidad del recurso geotrmico se realiza una evaluacin tcnica sobre la capacidad y tipo de planta a instalar, el sitio para la localizacin de la planta, el nmero y la localizacin de los pozos de produccin y reinyeccin, as como de las facilidades requeridas, vas, lneas de conduccin y equipo electromecnico. tipo de planta o tecnologa a utilizar, configuracin y nmero de unidades, equipos principales y de balance de planta, capacidad a instalar; rangos de presin y temperatura de flujo, requeri-mientos de transformacin y transmisin elctrica.

    el diseo bsico de la planta y del campo, permitir obtener el cronograma y presupues-to estimado del proyecto, lo cual ser la base para realizar las evaluaciones financieras de viabilidad del proyecto. Para este anlisis se deben tener en cuenta las siguientes variables.

  • 200 c) la temperatura de los fluidos define el tipo de tecnologa de generacin a usar (flash o binaria) y el tipo de turbina (una etapa, multietapa), etc.

    Produccin esperada del yacimiento.

    cantidad de fluidos o flujo msico de los fluidos que se puede obtener del campo para produccin de energa elctrica.

    Vas de acceso y obras asociadas requeridas.

    Para el desarrollo del campo y la planta de generacin se requiere la construccin de vas de acceso y lnea de conexin, entre otras obras civiles menores. sin embargo cuando el campo se encuentra muy lejos de vas existentes o al sistema Interconectado nacional, los costos asociados a su adecuacin podran hacer inviable el proyecto.

    Pozos de produccin y reinyeccin requeridos (nmero y profundidad).

    la profundidad y nmero de pozos de produccin y reinyeccin requeridos para la produccin del fluido geotrmico, y la reinyeccin de los fluidos que salen de la planta, pueden aumentar los costos de desarrollo del campo y por tanto, afectar financieramente el proyecto. Por esto se requiere un anlisis detallado del desarrollo del campo, los costos asociados y la produccin de fluidos geotrmicos esperados.

  • FASES DE DESARROLLO DE UN PROYECTO GEOTRMICO >> 61

    Tabla 8 Variables de inters para el desarrollo de una planta de generacin geotermia42:

    Variable Nota

    tipo de planta, nmero de unidades y capacidad a instalar.

    se refiere a la tecnologa a usar. Generalmente se usan plantas flash para fluidos de alta entalpa y binaria para fluidos de baja entalpa. la tecnologa flash requiere instalaciones ms pequeas, menos equipos y por tanto, sus costos de instalacin y operacin son ms bajos que los de la tecnologa binaria.de acuerdo con las caractersticas del campo, su distribucin y la produccin de fluidos geotrmicos, es posible transportar el vapor e instalar una sola unidad de generacin o varias unidades de menor capacidad, directamente en boca de pozo; sin embargo cada disposicin afecta de manera diferente los costos de inversin y operacin, y por tanto, la viabilidad financiera del proyecto.

    Factor de capacidad y produccin de energa.

    este factor corresponde a la relacin entre la energa realmente producida en un ao por una planta y la energa que producira la misma suponiendo una generacin continua. Para la geotermia es posible lograr una factor de planta superior al 90%.

    eficiencia la eficiencia en la conversin de energa en una planta geotrmica est dada por la siguiente ecuacin:

    n = Wmx E

    donde: W: Potencia elctrica entregada a la red; m: flujo msico total del fluido geotrmico; E: energa especfica del fluido geotrmico en el yacimiento.

    E = P1,T1 P0, T0T0 (sP1,T1s (P0,T0)

    donde: h: entalpa especfica en el yacimiento; s: entropa en el yacimiento; P1: presin en estado estacionario (en el yacimiento); T1: temperatura en estado estacionario (en el yacimiento); P0: presin en la planta; T0: temperatura en la planta.

    costos estas variables hacen relacin a todos los costos requeridos para el desarrollo del proyecto, incluidos los estudios de prefactibilidad y factibilidad (perforacin exploratoria), el desarrollo del campo, la construccin y montaje de la planta, as como los costos de operacin y ambientales asociados a cada fase.

    anlisis de mercado y clculo de ingresos.

    Para el anlisis de viabilidad de este tipo de proyectos, as como para cualquier otro de generacin de energa elctrica, se requiere establecer el marco regulatorio y variables macroeconmicas de anlisis, para un posterior anlisis del mercado de venta de energa elctrica e ingresos de la planta.

    (continued)

    42 Ver referencia 28.

  • 63

    La geotermia es el calor que se produce en el interior de la tierra y es transferido a la supercie. En general los lugares ms apropiados para el aprovechamiento de este calor estn cerca de los volcanes, en cuyo interior se localizan rocas a altas tempera-turas, que calientan el agua que se inltra en el subsuelo. En la supercie la geoter-mia se maniesta en los manantiales termales que descargan agua caliente y vapor. Este recurso se puede aprovechar para:Baos medicinalesCalefaccinTurismo y recreacinAgricultura y piscicultura.Actividades industriales.Generacin de energa elctrica

    en colombia la geotermia se encuentra catalogada como un recurso natural renovable, cuya propiedad y administracin es competencia del estado. la anterior afirmacin se sustenta en las siguientes disposiciones normativas:

    Clase de recurso y propiedad:el cdigo nacional de recursos naturales renovables y de Proteccin al medio ambiente (decreto ley 2811 de 1974), seala al respecto lo siguiente:

    x artculo 3, literal g: los recursos geotrmicos son considerados como un recurso natural renovable y por lo tanto, objeto de regulacin de dicho cdigo.

    x artculo 42: Pertenecen a la nacin los recursos naturales renovables. x artculo 167: son recursos energticos primarios:

    a. la energa solar;b. la energa elica;c. las pendientes, desniveles topogrficos o cadas;d. los recursos geotrmicos;e. la energa contenida en el mar.

    x artculo 174: sin perjuicio de derechos adquiridos, la nacin se reserva el dominio de los recursos geotrmicos.

    Definicin y uso del recurso:el cdigo nacional de recursos naturales renovables y de Proteccin al medio ambiente define el recurso geotrmico as:

    x artculo 172: Para los efectos de este cdigo, se entiende por recursos geotrmicos:a. la combinacin natural del agua con una fuente calrica endgena subterrnea cuyo

    resultado es la produccin espontnea de aguas calientes o de vapores, yb. la existencia de fuentes calricas endgenas subterrneas a las cuales sea posible

    inyectar agua para producir su calentamiento, o para generar vapor. x artculo 173: tambin son recursos geotrmicos, a que se aplican las disposiciones de

    este cdigo y las dems legales, los que afloren naturalmente o por obra humana con temperatura superior a 80 grados centgrados o a la que la ley fije como lmite en casos especiales.

    PERMISOS, CONCESIONES, LICENCIAS Y ESTUDIOS

    AMBIENTALES 6

  • PERMISOS, CONCESIONES, LICENCIAS Y ESTUDIOS AMBIENTALES >> 65

    6.1. Permiso de estudio

    es importante mencionar que la geotermia requiere de un gran esfuerzo para realizar las fases iniciales de exploracin (reconocimiento, prefactibilidad y factibilidad) de manera previa a la fase de desarrollo del campo y la planta (construccin y operacin). en estas fases previas se invierten grandes cantidades de recursos a riesgo, por lo que el desarrollador solo estara dispuesto a realizar tales inversiones si se le brinda seguridad jurdica para el acceso al recurso, en caso de resultar positiva la fase de exploracin.

    de acuerdo con lo anterior, se considera importante iniciar la exploracin geotrmica con la solicitud de Permiso de estudio, de acuerdo con las siguientes normas del cdigo nacional de recursos naturales renovables y de Proteccin al medio ambiente (decreto ley 2811 de 1974):

    x artculo 56. Podr otorgarse permiso para el estudio de recursos naturales cuyo prop-sito sea proyectar obras o trabajos para su futuro aprovechamiento. el permiso podr versar, incluso sobre bienes de uso ya concedido, en cuanto se trate de otro distinto del que pretenda hacer quien lo solicita y siempre que los estudios no perturben el uso ya concedido.

    x estos permisos podrn tener duracin hasta de dos aos, segn la ndole de los estudios. x los titulares tendrn prioridad sobre otros solicitantes de concesin, mientras est

    vigente el permiso de estudio y, as mismo tendrn exclusividad para hacer los estudios mientras dure el permiso.

    x el trmino de estos permisos podr ser prorrogado cuando la inejecucin de los estudios dentro del lapso de vigencia del permiso, obedezca a fuerza mayor.

    x artculo 57. los titulares de los permisos a que se refiere el artculo anterior podrn to-mar muestras de los recursos naturales sobre los cuales verse el permiso, en la cantidad indispensable para sus estudios, pero sin que puedan comerciar en ninguna forma con las muestras tomadas.

    x se exigir siempre la entrega a la autoridad competente de una muestra igual a la obtenida. si la muestra fuere nica, una vez estudiada y dentro de un lapso razonable, deber entregarse a dicha autoridad.

    x la transgresin de esta norma se sancionar con la revocacin inmediata del permiso. x artculo 58. mientras se encuentre vigente un permiso de estudios no podr concederse

    otro de la misma naturaleza, a menos que se refiera a aplicaciones o utilizaciones dis-tintas de las que pretenda el titular, ni otorgarse a terceros el uso del recurso materia del permiso.

  • PERMISOS, CONCESIONES, LICENCIAS Y ESTUDIOS AMBIENTALES >> 67

    g. explotacin petrolera;h. Inyeccin para generacin geotrmica;i. Generacin hidroelctrica;j. Generacin cintica directa;k. Flotacin de madera;l. transporte de minerales y sustancias txicas;m. agricultura y pesca;n. recreacin y deportes;o. Usos medicinales, yp. otros usos similares

    6.3. licencia ambiental

    la regulacin colombiana sobre la materia establece la obligatoriedad del trmite y ob-tencin de la licencia ambiental para todos aquellos proyectos obras o actividades que de acuerdo con la ley y los reglamentos, pueda producir deterioro grave a los recursos naturales renovables o al medio ambiente o introducir modificaciones considerables o notorias al paisaje.

    aunque este no es el caso de la geotermia, ya que la misma ha sido considerada, en todo el mundo como una tecnologa limpia y renovable, que por el contrario constituye una alterna-tiva, ambientalmente viable, para el suministro de energa ms limpia, es claro que la misma tiene algunas particularidades que implican el diseo y aplicacin de medidas de manejo ambiental en todas sus fases.

    las siguientes normas de carcter general, establecen la competencia de la autoridad am-biental y la obligacin, por parte de los desarrolladores de proyectos, de realizar el trmite para la obtencin de la licencia ambiental, como sigue:

    x ley 99 de 1993. Por la cual se crea del ministerio del medio ambiente y se organiza el sistema nacional ambiental (sIna). x artculo 49. de la oBlIGatorIedad de la lIcencIa amBIental. la ejecucin de

    obras, el establecimiento de industrias o el desarrollo de cualquier actividad, que de acuerdo con la ley y los reglamentos, pueda producir deterioro grave a los recursos naturales renovables o al medio ambiente o introducir modificaciones considerables o notorias al paisaje requerirn de una licencia ambiental.

  • PERMISOS, CONCESIONES, LICENCIAS Y ESTUDIOS AMBIENTALES >> 69

    1. otorgar o negar las licencias, permisos y trmites ambientales de competencia del ministerio de ambiente y desarrollo sostenible, de conformidad con la ley y los reglamentos.

    2. realizar el seguimiento de las licencias, permisos y trmites ambientales.3. administrar el sistema de licencias, Permisos y trmites ambientales (sIla) y

    Ventanilla Integral de trmites ambientales en lnea (Vital).4. Velar porque se surtan los mecanismos de participacin ciudadana de que trata

    la ley relativos a licencias, permisos y trmites ambientales.5. Implementar estrategias dirigidas al cuidado, custodia y correcto manejo de la

    informacin de los expedientes de licencias, permisos y trmites ambientales.6. apoyar la elaboracin de la reglamentacin en materia ambiental.7. adelantar y culminar el procedimiento de investigacin, preventivo y sancionatorio

    en materia ambiental, de acuerdo con lo dispuesto en la ley 1333 de 2009 o la norma que la modifique o sustituya.

    8. adelantar los cobros coactivos de las sumas que le sean adeudadas a la auto-ridad nacional de licencias ambientales (anla) por todos los conceptos que procedan.

    9. ordenar la suspensin de los trabajos o actividades, en los casos en los que el ministerio de ambiente y desarrollo sostenible haga uso del ejercicio discre-cional y selectivo sobre los asuntos asignados a las corporaciones autnomas regionales.

    10. aprobar los actos administrativos de licencias ambientales para explotaciones mineras y de construccin de infraestructura vial y los permisos y concesiones de aprovechamiento forestal de que tratan los artculos 34, 35 y 39 de la ley 99 de 1993.

    11. dirimir los conflictos de competencia cuando el proyecto, obra o actividad sujeto a licencia o permiso ambiental se desarrolle en jurisdiccin de dos o ms auto-ridades ambientales.

    12. desarrollar la poltica de gestin de informacin requerida para el cumplimiento de su objeto.

    13. asumir la representacin judicial y extrajudicial de la nacin en los asuntos de su competencia.

    14. las dems funciones que le asigne la ley. x como complemento a estas disposiciones es importante anotar que el artculo 3 del

    decreto 2820 de 2010, por el cual se reglamenta el ttulo VIII de la ley 99 de 1993 sobre licencias ambientales, establece lo siguiente:

  • PERMISOS, CONCESIONES, LICENCIAS Y ESTUDIOS AMBIENTALES >> 71

    pronunciamiento a la autoridad ambiental competente sobre la necesidad de presentar el diagnstico ambiental de alternativas daa:

    ()6. la construccin y operacin de centrales generadoras de energa elctrica;7. los proyectos de exploracin y uso de fuentes de energa alternativa virtualmente

    contaminantes con capacidad instalada superior a 3 mW;

    en cuanto a la realizacin del diagnstico ambiental de alternativas (daa) para el aprove-chamiento y uso del recurso geotrmico, para la generacin de energa elctrica, se observa que no obstante se debe solicitar a la autoridad ambiental su pronunciamiento, en la prctica es difcil contar con alternativas para su desarrollo por las siguientes razones:

    x la localizacin del campo y la planta dependen nica y exclusivamente de la localizacin del reservorio geotrmico, su geometra y profundidad, lo cual solo se conoce al final de la fase de factibilidad.

    x el diseo de la planta, la tecnologa a usar y la capacidad a instalar depende nica y exclusivamente de la calidad y cantidad del recurso geotrmico que se encuentre en la fase de factibilidad.

    Por lo anterior, no es posible realizar una evaluacin tcnica y ambiental de las alternativas de localizacin y tecnologa para el uso y aprovechamiento del recurso, pues ste es el re-sultado de la labor de exploracin, una vez se ha determinado la localizacin del recurso y la calidad del mismo.

    6.4.2 Estudio de impacto ambiental (EIA)este estudio, de acuerdo con el artculo 21 del decreto 2820 de 2010, es el instrumento bsico para la toma de decisiones sobre los proyectos, obras o actividades que requieren licencia ambiental. este estudio debe ser elaborado de conformidad con la metodologa General para la Presentacin de estudios ambientales y los trminos de referencia expedi-dos para el efecto.

    Para el trmite de la licencia y la elaboracin y presentacin de los estudios ambientales para el uso y aprovechamiento del recurso geotrmico, se ha diseado un diagrama de flujo, que muestra la secuencia de actividades armonizados con el proceso de exploracin, desarrollo del campo, construccin y operacin de la planta, en el marco de la normatividad colombiana (decreto-ley 2811 de 1974 y decreto 2820 de 2010).

  • PERMISOS, CONCESIONES, LICENCIAS Y ESTUDIOS AMBIENTALES >> 73

    47 Ver referencia 28.

    este ejercicio se encuentra basado en la experiencia adquirida por IsaGen en el desarrollo del proyecto geotrmico del macizo Volcnico del ruiz.

    6.5. otras normas de inters

    x la mitigacin del cambio climtico, la reduccin de los aportes de Gases de efecto Invernadero (GeI) y el desarrollo de fuentes no convencionales de energa es un com-promiso de estado que se encuentra explcito en el Plan energtico nacional (Pen) 20102030, en el Plan nacional de desarrollo 20102014 (artculo 105 de la ley 1450 de junio de 2011), la ley de Uso racional de energa (ley 697 de 2001) y el decreto 3683 de 2003.

    x Plan energtico nacional (Pen) 20102030. anlisis y revisin de los objetivos de polti-ca energtica colombiana de largo plazo y actualizacin de sus estrategias de desarrollo.

    x Plan nacional de desarrollo 20102014 (ley 1450 de junio de 2011, artculo 105), Por el cual el Gobierno nacional ordena el diseo e implementacin de una poltica nacional encargada de fomentar la investigacin, el desarrollo y la innovacin en las energas solar, elica, geotrmica, mareomotriz, hidrulica, undimotriz y dems alternativas ambien-talmente sostenibles, as como una poltica nacional orientada a valorar el impacto del

    Figura 37 Estudios y trmites ambientales para construccin y operacin47

    EIA. Diseos planta, conexin al STn, pozos de produccin, pozos de reinyeccin, vas, etc.

    Desarrollo del campo, perforacin de pozos de produccin y reinyeccin, lneas de conduccin de vapor y agua, vas de acceso, lnea de conexin al STN y construccin y montaje de la planta. Ejecucin del PMA para construccin.

    Licencia ambiental para exploracin y uso del recurso geotrmico. Decreto 2820 de 2010, artculo 3.

    Desarrollo del campo y construccin de la

    planta

    Ejecucin PMA y plan de monitoreo y seguimiento para operacin

    Se require pereforar pozos adicionales de produccin o reinyeccin dentro del mismo campo o rea de exploracin

    Licencia ambiental para exploracin y uso del recurso geotrmico. Decreto 2820 de 2010, artculo 3 (permisos y concesiones).

    Operacin comercialvida til 25 a 50 aos

    Actualizacin del PMA para el aprovechamiento

    del recurso y el mantenimiento del campo

    geotrmico

    Si

    Generacin de certificados de reduccin de emisiones de CO2.

    Transferencias de recursos por artculo 45 de la Ley 99 de 1993.

  • 75

    La geotermia es el calor que se produce en el interior de la tierra y es transferido a la supercie. En general los lugares ms apropiados para el aprovechamiento de este calor estn cerca de los volcanes, en cuyo interior se localizan rocas a altas tempera-turas, que calientan el agua que se inltra en el subsuelo. En la supercie la geoter-mia se maniesta en los manantiales termales que descargan agua caliente y vapor. Este recurso se puede aprovechar para:Baos medicinalesCalefaccinTurismo y recreacinAgricultura y piscicultura.Actividades industriales.Generacin de energa elctrica

    anon, 1981. electrical energy from the Volterra soffioni. Power 47: n.15, p. 531. anon., 1993. new Geothermal Facility exceeds Production expectations. Geothermal resources council BUlletIn, 22: pp. 281282.

    austin, a. l. and a.W. lundberg, 1978. the lll Geothermal energy Program: a status report on the development of the total Flow concept, lawrence livermore laboratory rep. Ucrl-5004677, livermore, ca.

    Bliem, c. J., 1983. Preliminary Performance estimates and Value analyses for Binary Geo-thermal Power Plants Using ammonia-Water mixtures as Working Fluids. Inel rep. eGG-GtH-6477, Idaho Falls, Id.

    cappetti, G. and G. stefani, 1994. strategies for sustaining Production at larderello. Geo-thermal resources council transactIons, 18: pp. 625629.

    cerini, d. J. and J. record, 1983. rotary separator turbine Performance and endurance test results, Proc. seventh annual Geoth. conf. and Workshop, ePrI rep. aP-3271, pp.5-75-5-86, Palo alto, ca.

    culver, G. G. and G. m. reistad, 1978. evaluation and design of downhole Heat exchangers for direct applications. Geo-Heat center, Klamath Falls, or.

    demuth, o. J., 1981. analyses of mixed Hydrocarbon Binary thermodynamic cycles for mo-derate temperature Geothermal resources. Inel rep. eGG-GtH-5753, Idaho Falls, Id.

    demuth, o. J. and r. J. Kochan, 1981. analyses of mixed Hydrocarbon Binary thermodynamic cycles for moderate temperature Geothermal resources Using regeneration techniques. Inel rep. egg-gth-5710, Idaho Falls, Id.

    diPippo, r., 1980. Geothermal energy as a source of electricity: a Worldwide survey of the design and operation of Geothermal Power Plants, Usdoe/ ra/283201,Us Gov. Pr5inting office, Washington.

    diPippo, r. Khalifa, H.e. correia, r. J. and J. Kestein, 1979. Fossil superheating in Geother-mal steam Power Plants. Geothermal energy magazine, 7: n 1, pp. 1723. diPippo, r. and d. F. marcille, 1984. exergy analysis of Geothermal Power Plants. Geothermal resources council transactIons, 8: pp. 4752

    diPippo, r., 1987. Geothermal Power Generation from liquid-dominated resources. Geo-thermal science and technology, 1: pp. 63124.

    diPippo, r., 1987. ahuachapan Geothermal Power Plant, el salvador. Proc. Fourth annual Geoth. conf. and Workshop, ePrI rep. tc-80907, pp. 77-712, Palo alto, ca, 1980.

    diPippo, r. and P. ellis, 1990. Geothermal Power cycle selection Guidelines, ePrI Geothermal Information series, Part 2, Palo alto, ca.

    BIBLIOGRAFA 7

  • BIBLIOGRAFA >> 77

    Kagel alyssa, diana Bates. a Guide to Geothermal energy and the environment., & Karl Gawe-ll. 2007. By alyssa Kagel, diana Bates, & Karl Gawell. Geothermal energy association. Washington, d.c. 20003. Updated april 2007.

    rafferty, K., 1983. absorption refrigeration: cooling with Hot Water. Geo-Heat center Quarterly Bulletin, Vol. 8, no. 1, Klamath Falls, or, pp. 1720.

    ram, H. and y. yahalom, 1988. commercially successful large Binary applications. Geo-thermal resources council BUlletIn, 17: n. 3, pp. 37.

    ryan, G. P., 1981. equipment Used in direct Heat Projects. transactions, Vol. 5, Geothermal resources council, davis, ca, pp. 483485.

    schochet, d. n. and j. e. mock, 1994. How the department of energy loan Guarantee Pro-gram Paved the Way for the Growth of the Geothermal Industries. Geothermal resources council transactIons, 18: pp. 6165.

    Voge, e. Koenig, B. enedy, s. Beall, J.J. adams, m.c. and J. Haizlip, 1994. Initial Findings of the Geysers Unit 18 cooperative Injection Project. Geothermal resources council transactIons, 18: pp. 353357.

    Wright, P.m., 1998. a look around the World, Geothermal resources council BUlletIn, 27: PP. 154155.