UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA

Maestra en Energas Renovables

Energa Geotrmica

Docente: Msc. Magdalena Prez Lpez Maestrante: Ing. Oscar Danilo Prez Parrales

Managua, 3 de febrero del 2014

Tema 1 - Sistemas Geotrmicos

1.- Como se clasifican los sistemas geotrmicos? Hay tres criterios para clasificarlos:

a) Segn las condiciones de temperatura/entalpa del reservorioPueden ser de Baja Temperatura/Baja Entalpa (T < 150C y h < 800 kj/kg)O de Alta Temperatura/Alta Entalpa (T > 200C y h > 800 kj/kg)

Fuente: Geothermal Handbook: Planning and Financing Power Generation. Technical Report 002/12. ESMAP

b) Segn el estado fsico del fluido del reservorioPuede ser: Reservorio lquido dominante (de Alta Entalpa): En estos sistemas la temperatura se est al mismo punto o mas baja del punto de ebullicin del agua; la fase lquida controla la presin del reservorio. De este tipo es el que hay en Nicaragua. Lquido dominante (de Baja Entalpa): Son sistemas con temperaturas de entre los 100C a menos de 200C. Son ms abundantes que los anteriores en una proporcin aproximada de 50 a 1. Reservorios Bifsicos: Se presenta vapor y agua. La temperatura y presin se localizan sobre la curva del punto de ebullicin. Reservorio de vapor dominante: la Temperatura se localiza al mismo punto o arriba del punto de ebullicin del agua; la fase vapor domina la presin del reservorio. Son sistemas de alta entalpa.c) Segn las condiciones geolgicasPuede ser: Sistemas volcnicos: Son aquellos asociados con actividad volcnica (intrusiones magmticas); Sistemas convectivos: En este caso, la corteza terrestre se encuentra caliente a la profundidad en reas tectnicamente activas (fracturadas); Sistemas conductivos: Sistemas sedimentarios: Capas permeables a gran profundidad, por arriba del promedio del flujo de calor; Sistemas Geo-presurizados: Trampas estratigrficas sedimentarias; Rocas secas calientes: permeabilidad del reservorio creado artificialmente;

Tambin podemos clasificarlos segn los siguientes criterios:1. Segn el tipo de fluido. De vapor dominante o agua dominante.2. Segn su contenido energtico. De alta entalpa o de baja entalpa.3. Segn su utilizacin. Para producir energa elctrica o Uso directo del calor.

2.- Cules son los componentes principales de un sistema geotrmico?

Para que se considere un sistema geotrmico hidrotermal tiene que poseer tres componentes principales, si uno de ellos falla, no hay un sistema geotrmico hidrotermal. Estos componentes son: Una Fuente de calor. Asociado a cmaras magmticas, cuerpos intrusivos gneos, radiognicorocas gneas, Gradiente geotrmico anmalo Un acufero o una red de fracturas que contengan un fluido caliente. y Un sistema de fracturas que conecten la superficie con el sistema fracturado profundo. Para que pueda ser utilizado para aprovechar la energa.

3.- Existe en Nicaragua potencial geotrmico de alta y baja entalpa?

S existen de ambos tipos. Los proyectos de Momotombo, San Jacinto-Tizate, y las exploraciones que se realizan en el volcn el Hoyo son ejemplos de sistemas de Alta entalpa. El hecho de tener otros volcanes activos y poseer una cadena volcnica con numerosos volcanes nos indica que el potencial geotrmico de alta entalpa es prometedor y desde ya se estn obteniendo frutos econmicos de este recurso.Pero tambin hay otros lugares donde se posee sistemas de baja entalpa, entre los que conozco personalmente estn los Termales de Tipitapa, Aguas Claras de Boaco, Santa Mara de Ococona en Nueva Segovia y el sistema de lodos termales de San Jacinto.Esto nos indica que el potencial geotrmico, tanto de alta como de baja entalpa es grande.4.- Mencione las ventajas y desventajas de la explotacin geotrmica.

Ventajas:a) Son proyectos que son aprovechados por unos 50 aos o ms.b) Est disponible siempre, no depende de variaciones en el tiempo. La planta pasa funcionando casi los 365 das del ao, menos unos das para mantenimiento.c) Puede operar las 24 horas del da, los 365 das del ao, independiente de las condiciones climticas. Operan ms del 95% del tiempo (Geothermal Handbook: Planning and Financing Power Generation. Technical Report 002/12. ESMAP)d) A pesar de los altos costos en la inversin por kilowatt instalado, tiene costos bajsimos por kilowatt hora producidos debido a su elevado factor de planta. Esto, a la larga compensa la alta inversin inicial.e) Es una tecnologa tcnica y comercialmente probada y madura.f) Son fcil y altamente escalables.g) Genera bajos niveles de contaminacin al medioambiente. h) La tendremos por muchsimos aos disponible.i) Al cambiar la matriz energtica nos hace menos dependientes de las variaciones del precio y de la disponibilidad del petrleo.j) El volumen extrado puede ser reinyectado.k) Requiere menos terreno que otras fuentes de energa, como la nuclear y la hidroenergtica.Desventajas:a) Estos proyectos tienen un alto costo de instalacin y mantenimiento. b) Se requiere de maquinaria especial para la perforacin de los pozos que tiene que ser subcontratado a empresas extranjeras y de personal altamente calificado para su operacin de la maquinaria. c) En ciertas reas los fluidos geotrmicos o el vapor contiene gases nocivos para el medioambiente si son liberados a la atmsfera, tales como sulfuro de hidrgeno (H2S) y CO2. d) Generalmente, estos proyectos estn en lugares remotos, lo que aumenta los costos de construccin de lneas de transmisin y vas de acceso.

Fuente: Geothermal Handbook: Planning and Financing Power Generation. Technical Report 002/12. ESMAP

Grfico que muestra la estabilidad de la energa geotrmica a travs del da.

5.- En que consiste el sistema de Roca Caliente Seca? Este sistema posee una fuente de calor pero carecen de acufero y de fraccionamiento. Estos pueden explotarse, creando artificialmente la permeabilidad a travs de hidrofracturamiento, que es un chorro de agua a altas presiones que provoca fraccionamiento en la roca, lo que permite explotar el recurso.Se perfora un pozo hasta la roca caliente y se somete a chorros a grandes presiones para provocar el fraccionamiento y crear asi la permeabilidad. Luego se inyecta agua que es calentada por la roca y a travs de la permeabilidad aprovechar la energa del calor que es transferido al fluido.Estos sistemas se pueden localizar en las mrgenes de un sistema geotrmico y su fuente de calor puede ser de origen volcnico o provenir de un gradiente trmico anormal.6.- Que zonas se relacionan con la presencia de un reservorio geotrmico?

Las zonas relacionadas con la presencia de un reservorio pueden ser zonas volcnicas, preferiblemente activos, pero an los inactivos podran tener mucha energa. Tambin se relacionan con geiseres, lodos termales, aguas termales, fumarolas, fallas en el terreno, etc.7.- Que entiendes por sistema convectivo y sistema conductivo?

Por un lado, los sistemas convectivos hidrotermales son sistemas geotrmicos de altas temperaturas y usualmente tienen actividad superficial. En estos sistemas es el flujo del fluido caliente a travs del sistema quien determina la distribucin de la temperatura y del fluido (conveccin).Por otro lado, los sistemas conductivos son sistemas geotrmicos que no requieren de una gran fuente de calor y pueden ocurrir en cualquier parte del mundo. El calor se transfiere hacia la superficie por medio de Conduccin a travs de las rocas. Es el flujo de calor transportado a travs de las rocas de la corteza terrestre hacia la superficie. El gradiente promedio geotrmico en las partes superficiales de la corteza terrestre es de 30C/km. Este gradiente puede cambiar dependiendo de la conductividad trmica de las rocas, encontrndose gradientes mayores a 60C/km. Una regin con potencial geotrmico puede ser asociada a un flujo de calor alto. Cuencas de Agua Subterrnea Tibia. El mecanismo que calienta el agua en sistemas subterrneos es simplemente la conduccin vertical del calor a travs de las rocas. Normalmente son rocas de baja permeabilidad con la profundidad y para que produzca un campo de este tipo, se necesita la presencia de un estrato permeable; generalmente, la permeabilidad se reduce con la profundidad. El flujo del fluido es lo suficientemente lento, que tiene tiempo para que el agua sea calentada por el flujo conductivo de calor.Los sistemas convectivos de alta temperatura demandan un calor adicional arriba del gradiente normal conductivo y se hallan en reas de relativa presencia volcnica reciente.

8.- Menciona los usos no elctricos de la energa geotrmica? Conoces ejemplos? Crees que en Nicaragua sera posible implementarlos?

Son los sistemas de baja entalpa los que se utilizan para usos ajenos a la produccin elctrica, tales como: Calefaccin en los lugares helados, calentamiento de invernaderos, calentamiento de suelos radiantes por medio de tuberas, deshidratacin de frutas y verduras, secado de madera, acondicionamiento del agua para la cra de peces, para derretir nieve de las calles o para mantenerlas sin nieve, balnearios y centros de recreacin y medicinales, etc.

Como ejemplo tenemos el centro turstico Los Termales, de Tipitapa, cuyas aguas son medicinales. Igualmente los lodos de San Jacinto, que lo visitan turistas para untrselo en el cuerpo para aliviar algunas dolencias, segn se dice.

Todos estos usos pueden ser utilizados en Nicaragua, ya que contamos con el potencial energtico necesario. nicamente faltara realizar inversiones en ese sentido.

Tema 2 - Etapas de Desarrollo Geotrmico

1- Cules son las etapas de desarrollo de un proyecto geotrmico? De forma simplificada podemos decir que consta de cinco etapas, que son:EtapaActividades que se desarrollan

1Exploracin superficialGeologa, geofsica, hidrogeologa, geoqumica y estudios ambientales

2Perforacin profunda de exploracinPerforacin de pozos de produccin y reinyeccin; Pruebas de produccin; Valoracin del potencial del recurso geotrmico; Elaboracin Preliminar del Modelo Geotrmico

3Ingeniera y Construccin -Explotacin del campoEtapa de explotacin profunda comercial; Reposicin de pozos de produccin y reinyeccin; Monitoreo geoqumico, geolgico, geofsico

4Sondeos y pruebas de pozos productoresMonitoreo constante de pozos; Ingeniera de reservorio

5Manejo y modelado de campoIngeniera de reservorio

Otra Clasificacin, proporcionada por ESMAP es de 8 etapas:

Fuente: Geothermal Handbook: Planning and Financing Power Generation. Technical Report 002/12. ESMAP2- Qu importancia tiene la aplicacin de la geologa, geoqumica, hidrogeologa, geofsica en la exploracin geotrmica? Qu fin persiguen?

GeologaSe realiza el mapeo, aerofotogeologa, se identifican las fallas principales y secundarias, se hace el mapeo de temperaturas en el suelo, identificacin y estudio de zonas hidrotermales.GeoqumicaSe realiza el muestreo de fuentes de agua y fuentes de vapor; se hace uso de la aplicacin de geotermmetros.GeofsicaMediante la aplicacin de diversos sondeos geofsicos (gravimetra, sondeos elctricos, magnetotelrica, selfpotential, ssmico).VulcanologaSe recopila y estudia la historia evolutiva del rea, se estudia las estructuras volcnicas, y se identifican sus procesos y sus productos.HidrogeologaEstudio las zonas de recarga y descarga.

3- Cunto tiempo puede durar la etapa de exploracin y cuanto la explotacin?

Tanto la exploracin superficial como la exploracin profunda tienen una duracin de 2 aos cada una, con dos aos ms prorrogables hace un aproximado total de 6 aos mximo.

La etapa de explotacin es adems de Mantenimiento Campo-Planta y tiene una duracin de entre 30 y 50 aos.

4- Cunto cuesta actualmente perforar un pozo geotrmico?

Un pozo de produccin cuesta aproximadamente 6 millones de dlares.

5- Cunto cuesta actualmente producir 1 MW de electricidad con energa geotrmica? Es ms cara o ms barata que el resto de las energas renovables?

Segn Geothermal Handbook: Planning and Financing Power Generation. Technical Report 002/12. ESMAP, pg 44, 1 MW/h cuesta 2 dlares con energa geotrmica, que est entre las ms bajas entre las renovables, segn el cuadro que sigue:

Tema 3 Aplicacin de la Geologa en el desarrollo de un proyecto geotrmico

1. De donde se forman las rocas, su composicin y que tipo de rocas existen a nivel general. Clasificacin.

Se forman en las profundidades de la Tierra bajo la interaccin de las altas presiones y temperaturas existentes. Se modifican por alteraciones hidrotermales y por el contacto con gases y sustancias qumicas, por medio de procesos de interaccin agua-roca.

Las rocas estn compuestas por minerales y estos a su vez por elementos qumicos.

Podemos clasificarlas en:

a) Rocas gneas: Rocas plutnicas o Intrusivas Son las que se han formado a partir de un enfriamiento lento del magma, en profundidad y generalmente en grandes masas. Se llama plutones y diques a sus yacimientos. Por ejemplo, el granito, el gabro y la sienita.

b) Rocas volcnicas, extrusivas o efusivas: Se forman por el enfriamiento del magma desgasificado, la lava, en la superficie terrestre. Por ejemplo, el basalto y la riolita.

c) Rocas subvolcnica: Son aquellas que forman afloramientos rocosos largos y estrechos en forma de diques y filones. Ej. prfido grantico o prfido andestico.

2. De que estn compuestas las rocas? Qu son?

Depende del tipo de roca:a. Rocas gneas intrusivas: se originan de magma que nunca llega a aflorar a la superficie y por ende, se enfra lentamente en el subsuelo. Por ello, estas rocas presentan cristalizacin megascpica. La gran mayora de las rocas intrusivas son de composicin grantica; en menor medida, los gabros. b. Rocas extrusivas: son lavas y piroclastos que han sido arrojados a la superficie de la tierra, sea por volcanes o a travs de fisuras. Se conoce con el nombre genrico de tefra o material de tamao pequeo o fino que arrojan los volcanes, por ejemplo, las cenizas; mientras que la lava es la roca fundida que fluye a manera de lodo espeso. Su composicin vara de riolitas (equivalente extrusivo del granito), a andesitas y basaltos (equivalente extrusivo del gabro). c. Rocas metamrficas: son aquellas que, por accin de la presin y la temperatura, han modificado su morfologa original. El proceso de metamorfismo, desde el punto de vista qumico, puede considerarse como una progresiva deshidratacin de los minerales primarios de la roca. Las rocas metamrficas son las que se forman a partir de otras rocas mediante un proceso llamado metamorfismo. Al precursor de una roca metamrfica se le llama protolito. d. Rocas de la corteza: sufren erosin por el viento, el agua y los movimientos tectnicos. Los productos de erosin son transportados por estos mismos agentes y, eventualmente, se depositan en zonas bajas. Otro mecanismo de sedimentacin importante es la depositacin de carbonatos y de esqueletos (carbonatados o silicificados) de flora y fauna marina, en el fondo del mar. Cuando los sedimentos se consolidan por la accin de tiempo y de la presin litosttica, dan lugar a las rocas sedimentarias. Las rocas sedimentarias de ambientes marinos son las calizas, las areniscas y las lutitas. En ambientes continentales se tienen los conglomerados y las brechas. e. Rocas sedimentarias: son rocas que se forman por acumulacin de sedimentos que son partculas de diversos tamaos que son transportados por el hielo, agua o el aire y sometidos a procesos fsicos y qumicos (diagnesis), dan lugar a materiales ms o menos consolidados.Que son? Son conglomerados de minerales. Pueden estar integradas por muchos componentes, pocos y hasta por uno solo. Ej. El granito, que est compuesto por mica, cuarzo y feldespato.

3. Cul es el ciclo de las rocas?

a. Meteorizacin, erosin y depsito. Los materiales son erosionados y depositadosb. Litificacin. Los sedimentos se compactan. Se forman rocas sedimentariasc. Fusin. Se conforman las rocas metamrficas en presencia de calor y presin.d. Incorporacin o Fusin. Las rocas pueden ser expulsadas por los volcanes o fundirse en el magma.e. Cristalizacin. Se forman las rocas gneas. Estas pueden regresar a la fase de fusin o pasar a la de incorporacin, que despus de salir a la superficie como rocas gneas volcnica y ser erosionada, pasan a la fase a).

4. Cuantos tipos de rocas gneas existen?

Existen tres tipos de rocas gneas: 1) Rocas plutnicas o intrusivas. 2) Rocas volcnicas, extrusivas o efusivas y 3) Roca subvolcnica.

a) Rocas plutnicas. Se forman por enfriamiento lento del magma, en profundidad y generalmente en grandes masas. A sus yacimientos se llama plutones y diques. b) Rocas volcnicas. Formadas por el enfriamiento del magma desgasificado, la lava, en la superficie terrestre, que por su composicin qumica pueden ser bsicas, intermedias y cidas. c) Roca subvolcnica. Son las que forman afloramientos rocosos largos y estrechos en forma de diques y filones.

5. Que propiedades tienen los minerales? Describe.

Podemos clasificar los minerales por sus propiedades fsicas, pticas, elctricas, magnticas y por su composicin qumica, aunque este ltimo no es el mtodo habitual, ya la mayora pueden ser identificados mediante anlisis petrogrficoe identificarlos por sus caractersticas pticas. An as, el anlisis qumico es la nica forma de identificar con exactitud la naturaleza de un mineral.Las propiedades fsicas son de gran importancia en el estudio de los minerales.Una de las propiedades fsicas importantes es la dureza:La dureza de un mineral es la resistencia que presenta a ser rayado. Un mineral posee una dureza mayor que otro, cuando el primero es capaz de rayar al segundo.

Los podemos clasificar segn su:

Propiedad fsica Puede ser:Descripcin:

Tenacidad o cohesinFrgiles el mineral que se rompe o pulveriza con facilidad. Ejemplos: cuarzo y el azufre.

Maleableel que puede ser batido y extendido en lminas o planchas. Ejemplos: oro, plata, platino, cobre, estao

Dctilel que puede ser reducido a hilos o alambres delgados. Ejemplos: oro, plata y cobre.

Flexiblesi se dobla fcilmente pero, una vez deja de recibir presin, no es capaz de recobrar su forma original. Ejemplos: yeso y talco.

Elsticoel que puede ser doblado y, una vez deja de recibir presin, recupera su forma original. Ejemplo: la mica.

Fractura del mineralExfoliacinsignifica que el mineral se puede separar por superficies planas y paralelas a las caras reales. Ejemplos: mica, galena, fluorita y yeso.

Laminar o fibrosacuando presenta una superficie irregular en forma de astillas o fibras. Ejemplo: la actinolita.

Concoideala fractura presenta una superficie lisa y de suave curva, como la que muestra una concha por su parte interior. Ejemplos: slex y obsidiana.

Ganchudacuando se produce una superficie tosca e irregular, con bordes agudos y dentados. Ejemplos: magnetita y cobre nativo.

Lisaes la que presenta una superficie lisa y regular.

Terrosaes la que se fractura dejando una superficie con aspecto granuloso o pulverulento.

Propiedades elctricas y magnticas de los mineralesConductoresConducen bien la electricidad

AislantesNo conducen electricidad

SemiconductoresConducen medianamente electricidad

MagnetismoAtraen al hierro y sus derivados. Los imanes naturales son permanentes. La magnetita es un imn natural conocido desde tiempos muy remotos.

PiezoelectricidadEs la capacidad para producir corrientes elctricas cuando se les aplica presin. Si se aplica una fuerza a las caras de un cristal, genera cargas elctricas y, si se aplican cargas elctricas, entonces se produce una deformacin de las caras del cristal. Ejemplo: el cuarzo.

PiroelectricidadSe producen corrientes elctricas en el extremo de las caras cuando el mineral se somete a un cambio de temperatura. Ejemplos: cuarzo y turmalina.

RadiactividadEs la propiedad que poseen determinados minerales para emitir partculas de forma natural y espontnea. Ejemplo: la uranita.

6. Cuantos sistemas de cristalizacin tienen los minerales?

Tienen 6. Son los siguientes: 1) Cbicos 2) Tetragonal 3) Ortorombico 4) Hexagonal 5) Monoclnico 6) Triclnico

7. Que son las rocas metamrficas?

Las rocas metamrficas son las que se forman a partir de otras rocas mediante un proceso llamado metamorfismo. El metamorfismo se da indistintamente en rocas gneas, rocas sedimentarias u otras rocas metamrficas, cuando stas quedan sometidas a altas presiones (de alrededor de 1.500 bar), altas temperaturas (entre 150 y 200 C) o a un fluido activo que provoca cambios en la composicin de la roca, aportando nuevas sustancias a sta. Al precursor de una roca metamrfica se le llama protolito.

Los principales tipos de metamorfismo dependen del carcter de la energa aportada para su puesta en marcha, que puede ser en forma de calor o en forma de presin:

Metamorfismo trmico: Ocurre cuando la transformacin de las rocas se debe solo a las altas temperaturas a las que se ven sometidas. A este tipo tambin se le denomina metamorfismo de contacto. Se da en circunstancias tales como la intrusin de magma en rocas ya existentes, como plutones, diques o diques concordantes. El mrmol es un ejemplo de roca que se forma mediante estos procesos.

Metamorfismo regional: Esta es la forma ms comn de metamorfismo. Ocurre cuando ambos factores, presin y temperatura, se dan a la vez. Estos procesos se dan en mayor medida en grandes profundidades y en regiones de formacin de grandes montaas. Un ejemplo de roca que se forma mediante este tipo de proceso es la pizarra

8. Que son las rocas sedimentarias?

Las rocas sedimentarias son rocas que se forman por acumulacin de sedimentos que son partculas de diversos tamaos que son transportados por el hielo, agua o el aire y sometidos a procesos fsicos y qumicos (diagnesis), dan lugar a materiales ms o menos consolidados. Pueden formarse a las orillas de los ros, en el fondo de barrancos, valles, lagos, mares, y en las desembocaduras de los ros. Se hallan dispuestas formando capas o estratos.

Pueden clasificarse de la siguiente manera:

POR SU GENESIS:1) Rocas detrticas, formadas por acumulacin de derrubios procedentes de la erosin y depositados por gravedad. stas a su vez se clasifican sobre todo por el tamao de los clastos, que es el fundamento de la distincin entre conglomerados, areniscas y rocas arcillosas.2) Rocas organgenas, las formadas con restos de seres vivos. Las ms abundantes se han formado con esqueletos fruto de los procesos de biomineralizacin; algunas, sin embargo, se han formado por la evolucin de las partes orgnicas (de la materia celular), y se llaman propiamente rocas orgnicas (carbones).3) Rocas qumicas o rocas de precipitacin qumica, formadas por depsito de sustancias previamente disueltas o neoformadaspor procesos metablicos; en este ltimo caso se llaman fsiles. El mayor volumen corresponde a masas de sales acumuladas por sobresaturacin del agua del mar que se llaman evaporitas, como el yeso y la sal gema.4) Margas, mezcla de rocas detrticas y rocas qumicas (de origen qumico).

POR SU COMPOSICIN:1) Terrgenas (arcilla o limo (lutita), conglomerado, arenisca, etc.). Sedimentacin y diagnesis de partculas de origen continental, sin o con influencia de precipitacin de carbonatos marinos (marga).2) Carbonatadas(creta, caliza, dolomita, etc.)3) Silceas(Diatomita, radiolarita, calcedonia, caoln, etc.) Sedimentacin y diagnesis de partculas orgnicas silceas; o de meteorizacin de granitos cuarzosos.4) Orgnicas(carbn mineral, petrleo, etc.). Reduccin de sedimentos orgnicos en medios palustres.5) Ferro-aluminosas(limonita, laterita, etc.). De procesos de meteorizacin de menas frrico-alumnicas.6) Fosfatadas (fosforitas sedimentarias, turquesa, etc.). De sedimentacin y transformacin del guano, o a partir de la precipitacin de geles fosfatados en medios alumnicos.

POR EL TAMAO DE LOS CLASTOS:

9. Que es una falla geolgica, sus elementos principales y como se miden?

Es una discontinuidad que se forma por fractura en las rocas de la corteza terrestre, a lo largo de la cual hubo movimiento de uno de los lados respecto del otro. Es el resultado de esfuerzos que han excedido la resistencia de la ruptura. El fracturamiento corresponde a una prdida de la continuidad entre dos partes de un cuerpo rocoso e Implica la formacin de una grieta y su propagacin hasta que se presente la falla general.Las fallas se forman por esfuerzos tectnicos actuantes en la corteza.El fallamiento (o formacin de fallas) es uno de los procesos geolgicos fundamentales en la formacin de montaas. Asimismo, los bordes de las placas tectnicas estn formados por fallas de hasta miles de kilmetros de longitud.

ELEMENTOS DE UNA FALLA:

1) Plano de falla: Plano o superficie a lo largo de la cual se desplazan los bloques que se separan en la falla. Este plano puede tener cualquier orientacin (vertical, horizontal, o inclinado). La orientacin se describe en funcin del rumbo (ngulo entre el rumbo Norte y la lnea de interseccin del plano de falla con un plano horizontal) y el buzamiento (ngulo entre el plano horizontal y la lnea de interseccin del plano de falla con el plano vertical perpendicular al rumbo de la falla).2) Bloques de falla: Son las dos porciones de roca separadas por el plano de falla. Cuando el plano de falla es inclinado, el bloque que se haya por encima del plano de falla se denomina bloque colgante o levantado y al que se encuentra por debajo, bloque yaciente o hundido.3) Desplazamiento: Es la distancia neta y direccin en que se ha movido un bloque respecto del otro.

10. Cual es el objetivo del estudio de la geologa en la exploracin geotrmica?

Conocer los tipos de rocas, las estructuras geolgicas del rea, conocer el fallamiento, principal y secundario con sus rumbos y azimuts. Conocer presencia de actividad termal, zonas hidrotermales actual y fsil y su relacin con las fallas y estructuras principales. Anticipar la litologa probable a ser encontrada en el reservorio. Conocer la naturaleza de la alteracin hidrotermal de las rocas y la naturaleza de los fluidos que dieron origen a la alteracin. Los elementos que controlan la permeabilidad del reservorio y probables zonas de permeables, el posible origen de la fuente de calor, cualquier indicacin de volcanismo activo y alguna idea de la edad del sistema. Evaluacin de riesgos potenciales geolgicos, como erupciones volcnicas, sismicidad y deslizamientos.

Tema 5 Geoqumica Aplicada a la Exploracin, Desarrollo y Utilizacin del Recurso Geotrmico

1. Cules son las dos fuentes principales de los fluidos geotrmicos y cules son algunas especies qumicas que ayudan a determinar su origen? Los fluidos Geotrmicos pueden clasificarse en dos grupos: Primarios y secundarios, los fluidos geotrmicos primarios son aquellos encontrados en la base de la celda de conveccin (Reservorio) Los fluidos geotrmicos secundarios son producidos cuando los fluidos primarios ebullen (Separacin de fase) o se mezclan Fluidos geotrmicos primarios: los que se encuentran en la base de la celda convectiva (nivel de profundidad-base) y pueden ser producto de la mezcla de voltiles magmticos con diversos componentes fluidos, como aguas metericas, marinas y connatas. Los fluidos primarios son principalmente de tipo clorurado, sulfato-cido y salmueras hper-salinas. Fluidos geotrmicos secundarios: son el resultado del ascenso de los fluidos primarios a la superficie los cuales sufren procesos de separacin y mezclas que dan origen a estos fluidos.

2. Cmo se puede estimar la temperatura del reservorio geotrmico mediante la geoqumica?

En la fase de exploracin, la temperatura a profundidad del reservorio geotrmico se estima con el uso de geotermmetros.Estudios tempranos sobre la composicin qumica de fluidos geotrmicos se enfocaron en la demostracin de equilibrio.Comparando la concentracin de compuestos disueltos con la solubilidad de ciertos minerales de alteracin a la temperatura del reservorio.

3. Qu son los geotermmetros?

Son frmulas en parte empricas y en parte basadas en la teora del equilibrio qumico. Conociendo la composicin qumica de los manantiales termales podemos estimar, a travs de esos geotermmetros, la temperatura del reservorio del que son descarga. El principio general en que el que basan los geotermmetros es el supuesto de que, en las condiciones de temperatura del reservorio, los solutos que intervienen en la frmula estn en equilibrio qumico entre s. 4. Qu procesos principales determinan la composicin qumica de los fluidos geotrmicos?

La composicin qumica de fluidos fuente, Interaccin agua-roca, aporte magmticos. Esta depende de muchos factores incluyendo el tipo de roca, la temperatura, el origen y tiempo de permanencia de dichas agua en el reservorio. Procesos tales como la ebullicin, mezcla, enfriamiento y calentamiento pueden dar lugar a la deposicin de minerales afectando de esta forma la composicin qumica de los fluidos de los yacimientos profundos antes de que estos se puedan muestrear en la superficie.

5. Cmo definira el concepto de equilibrio qumico?

Un sistema est en estado de equilibrio si todas sus variables intensivas son constantes a travs del sistema: El sistema es invariable en el tiempo y en el espacio.

Alternativamente hablamos de reversibilidad e irreversibilidad. Algunos sistemas no muestran tendencia a cambiar aun cuando variables intensivas varan en el sistema. Estos sistemas son invariantes en el tiempo pero varan en el espacio. Estos sistemas se encuentran en estado estable. La termodinmica permite predecir si, dadas unas condiciones una reaccin qumica estable se producir o no, en qu sentido tendr lugar y tambin en que magnitud se producir este desplazamiento pero no tiene en cuenta el tiempo que requieren esos procesos; lo cual es una limitante para la aplicacin del concepto de equilibrio para los procesos naturales.

6. Cmo definira el concepto de estado de saturacin mineral?

Es la evaluacin del equilibrio solucin-mineral y gas-mineral. El estado de saturacin mineral se puede definir como el estado de una solucin que ya no acepta ms cantidad de la sustancia que se disuelve; en el caso de estado de saturacin en aguas geotrmicas se determina a travs de los ndices de saturacin mineral los que nos indican que: ndices de saturacin positivos corresponden a situaciones con sobre saturacin de minerales incrementando la velocidad de incrustaciones, ndices con valores en cero denotan equilibrio qumico y los valores negativos evidencian un estado de insaturacin con pocas expectativas de depositacin de minerales

7. Cul es el efecto de la ebullicin, ocurrida durante el ascenso de los fluidos geotrmicos desde el reservorio a la superficie, en la composicin qumica del agua geotrmica y el estado de saturacin mineral?

Es un incremento en el pH debido a la transferencia de los gases CO2 y H2S (cidos dbiles) desde el lquido hacia el vapor. Enfriamiento del agua ebullida. Estos cambios provocan cambios en el estado de saturacin de minerales El proceso de ebullicin en aguas geotrmicas dan lugar a cambios fsicos y qumicos en la composicin de los fluidos, el enfriamiento de un fluido en ebullicin es el ms evidente, adems que se originara una concentracin de los constituyentes qumicos no voltiles, la perdida de CO2 de la fase vapor dar lugar incrementos en el pH de aproximadamente 7 a 8.5 y una prdida de calcio como resultado de la depositacin de calcita. La ebullicin incrementa el pH, la actividad del Cl- (cloruro) y hace decrecer las concentraciones de CO2 (dixido de carbono) y H2S en la solucin, as como la temperatura de la solucin. El aumento en el pH produce una reduccin de la solubilidad de la mayora de los minerales a excepcin de la calcita y la anhidrita cuando se reduce la temperatura provoca la reduccin de la solubilidad de la mayor parte de los minerales.

8. Cules son los minerales ms comnmente encontrados (precipitados) en las instalaciones superficiales de acarreo de fluidos geotrmicos de produccin y reinyeccin? De qu forma se puede evitar su precipitacin/incrustacin?

En las partes superiores de los sistemas geotrmicos, donde las temperaturas son inferiores a 150 C, predominan los minerales arcillosos de los grupos de la caolinita, esmectita y la zeolita. Los procesos de precipitacin/incrustacin que ocurren en los campos geotrmicos causan un impacto econmico significativo estos fenmenos son promovidos por las condiciones climticas y las caractersticas fisicoqumicas del fluido geotrmico. La mezcla de vapor y salmuera rica en sales alta temperatura, presencia de cido sulfhdrico y bixido de carbono hacen del fluido geotrmico una solucin muy corrosiva. La slice presente en el fluido caliente se hace menos soluble cuando el vapor es enfriado durante su transporte hacia las plantas de generacin de energa elctrica a travs de tuberas de acero, o cuando el agua caliente separada es conducida por canales de concreto hacia las lagunas de evaporacin. La slice presente en el fluido geotrmico caliente es muy soluble, pero despus de los procesos de expansin, el fluido se enfra y la solubilidad disminuye induciendo la formacin de incrustaciones de slice Este proceso incrementa la formacin de incrustacin, disminuyendo la eficiencia en la explotacin del campo geotrmico.