CONTENIDO1.- Objetivos.

1.1.- Objetivo General.1.2.- Objetivo Especifico.

2.- Introducción.

2.1.- ¿Qué es la energía geotérmica?.2.2.- Energía renovable y sustentable.2.3.- Ventajas e inconvenientes.

3.- Procedencia.

3.1.- Origen.3.2.- Reseña Histórica.3.3.- Primeros Países Productores.3.4.- Tipos de yacimientos geotérmicos.

3.2.1.- Yacimientos de roca seca caliente.3.2.2.- Yacimientos del calor de agua subterránea.3.2.3.- Tipos de yacimientos geotérmicos según la temperatura del agua.

4.- Industria y producción de energía geotérmica en Bolivia.

4.1.- En Bolivia.4.1.1.- Desarrollo del recurso.4.1.2.- Construcción de la planta.4.1.3.- Estado del proyecto.

4.2.- En el mundo.

5.Tecnología.

5.1 Producción de electricidad.5.1.1Tipos de plantas geo-termoeléctricas.

5.1.1.1 Vapor seco.5.1.1.2 Flash.5.1.1.3 Binarias.

5.2 Uso directo del calor.5.3 Maquinaria principal.

6. Consumo y países productores.

7. Ubicación.

8. Insumos.

9. Conclusiones.

10. Anexos.

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ENERGIA GEOTERMICA

1.- Objetivo.

1.1.- General.

Profundizar el conocimiento de qué se entiende por energía geotérmica.

1.2.- Especifico.

Desglosar y aprender las características, usos, beneficios y desventajas de esta energíaalternativa.

Conocer la innovación de esta energía en nuestro país.

2.- Introducción.

2.1.- ¿Qué es la energía geotérmica?

Energía geotérmica. Es aquella energía que puede ser obtenida por el hombre mediante elaprovechamiento del calor del interior de la Tierra. Las plantas geotérmicas aprovechan el calorgenerado por la tierra. A varios kilómetros de profundidad en tierras volcánicas los geólogos hanencontrado cámaras magmáticas, con roca a varios cientos de grados centígrados. Además enalgunos lugares se dan otras condiciones especiales como son capas rocosas porosas y capasrocosas impermeables que atrapan agua y vapor de agua a altas temperaturas y presión y queimpiden que éstos salgan a la superficie. Si se combinan estas condiciones se produce un yacimientogeotérmico.

El origen de la palabra es griego, de las raíces “geos” (la Tierra) y “thermos” (calor), dando elsignificado compuesto "calor de la Tierra". Actualmente este término se utiliza para describir losfenómenos térmicos internos de la Tierra como también el conjunto de todos los procesos que seutilizan para extraer esta energía para el uso humano.

Recursos geotérmicos.

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2.2.- La energía geotérmica es renovable y sustentable.

El calor que se encuentra en el interior del planeta es una energía duradera. A diferencia de lasenergías eólica y solar, es constante e independiente de las estaciones del año y las condicionesclimatológicas. Se le considera energía renovable puesto que el calor del planeta es ilimitadocomparado con la estancia de los humanos en la Tierra, la temperatura subterránea del planetadisminuye 130° C cada mil millones de años por lo tanto la energía geotérmica estará disponible pormuchas generaciones. Es una energía limpia y sustentable, ya que las instalaciones para extraerla noqueman combustibles y por lo tanto no contribuyen a la emisión de gases de efecto invernadero. Comoel calor de la Tierra está alcanzable en todo el planeta, se puede aprovechar en cualquier parte delmundo; sin embargo hay lugares donde su extracción no es recomendable por factores geológicos osimplemente porque el costo de extraerla es mayor a la potencia energética que ofrece.

2.3.- Ventajas e Inconvenientes.-

Ventajas.

Es una fuente que evitaría la dependencia energética del exterior. Los residuos que produce son mínimos y ocasionan menor impacto ambiental que los

originados por el petróleo y el carbón. Sistema de gran ahorro, tanto económico como energético. Los recursos geotérmicos son mayores que los recursos de carbón, petróleo, gas natural y

uranio combinados. No está sujeta a precios internacionales, sino que siempre puede mantenerse a precios

nacionales o locales. El área de terreno requerido por las plantas geotérmicas por megavatio es menor que otro tipo

de plantas. No requiere construcción de represas, tala de bosques, ni construcción deconducciones (gasoductos u oleoductos) ni de depósitos de almacenamiento de combustibles.

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

Una alternativa a otras energías y que debería ser más estudiada.

Inconvenientes.

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

Contaminación de aguas próximas con sustancias como arsénico, amoníaco. Contaminación térmica. Deterioro del paisaje. No se puede transportar (como energía primaria). No está disponible más que en determinados lugares.

Solo una pequeña fracción de nuestros recursos geotérmicos está siendo explotada hoy en día,podrían ser aprovechados muchos más, si mejorase la tecnología disponible y si gobiernos e iniciativaprivada promoviesen su desarrollo. La energía geotérmica es barata y técnicamente fácil de conseguir.La piedra seca y caliente, el magma y la energía geotérmica presurizada en la Tierra tienen uninmenso potencial que continúa sin explotar.

3. PROCEDENCIA

3.1.- ORIGEN DE LOS RECURSOS GEOTÉRMICOS.

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La máquina térmica de la Tierra.

El gradiente geotérmico es el aumento de la temperatura con la profundidad en la corteza terrestre. Aprofundidades accesibles mediante perforaciones con tecnología modernas, esto es, sobre 10.000metros, el gradiente geotérmico promedio es alrededor de 25 a 30 °C/1km. Por ejemplo, a temperaturaambiente media anual de 15°C podemos razonablemente asumir una temperatura de 65 a 75°C a2000 metros de profundidad, 90° a 105°C a 3000 metros de profundidad y así para otros miles demetros. Sin embargo, hay regiones de la Tierra en las cuales el gradiente geotérmico es muy diferenteal valor promedio. En áreas donde las rocas del basamento han sufrido un rápido hundimiento y lacuenca resultante es rellenada con sedimentos geológicamente “(muy jóvenes)”, el gradientegeotérmico puede ser menor que 1°C/km. Por otra parte, en algunas “áreas geotermales” el gradientees más de diez veces el valor promedio.

La diferencia de temperatura entre zonas calientes profundas y zonas superficiales más frías generaun flujo conductivo de calor hacia la superficie, tendiendo a crear condiciones uniformes detemperatura, a pesar que a menudo debido a fenómenos naturales esta situación nunca se alcanza.

El aumento de temperatura con la profundidad, como también los volcanes, los geysers, las fuentestermales etc., constituyen la expresión visible del calor en el interior de la Tierra, también este calororigina otros fenómenos que son menos visible por el hombre; estos fenómenos son de tal magnitudque la tierra ha sido comparada con una inmensa “máquina térmica”. Describiremos en términossimples estos fenómenos, referidos colectivamente como la teoría de Tectónica de Placas” y surelación con los recursos geotérmicos.

Nuestro planeta consiste en una corteza, la cual alcanza un espesor de alrededor de 20 a 65 km. enlos continentes y alrededor de 5 a 6 km en los océanos, un manto de unos 2.900 km de espesor y unnúcleo de aproximadamente de 3470 km de radio. Las características físicas y químicas de la corteza,manto y núcleo varían desde la superficie de la Tierra hasta su centro. La envoltura más externa de laTierra, conocida como la litosfera corresponde a la corteza y al nivel superior del manto, su espesorvaría de menos 80 km en las zonas oceánicas hasta sobre 200 km en áreas continentales, la litosferase comporta como un cuerpo rígido. Bajo la litosfera está la zona conocida como astenósfera, de 200 a300 km de espesor, la cual tiene un comportamiento menos rígido o más plástico que la litosfera, enotras palabras, a escala geológica en la cual el tiempo se mide en millones de años, esta porción de laTierra se comporta prácticamente, en ciertos procesos, como un fluido.

Debido a la diferencia de temperatura entre los distintos niveles de la astenósfera, se han originadomovimientos convectivos y posiblemente celdas de convección, hace algunas decenas de millones deaños. Su extremadamente lento movimiento convectivo (unos pocos centímetros por año), se mantienemediante el calor producido por el decaimiento de elementos radioactivos y por el calor proveniente delas partes más profundas de la Tierra. Grandes volúmenes de rocas calientes profundas, menosdensas y más livianas que el material circundante, ascienden con estos movimientos hacia lasuperficie, mientras que rocas superficiales mas pesadas, densas y frías tienden a hundirse, serecalientan y ascienden a la superficie una y otra vez, en forma muy similar a lo que sucede al aguahirviendo en una caldera.

En aquellas zonas donde la litosfera es más delgada y especialmente en las áreas oceánicas, lalitosfera es empujada hacia arriba y quebrada por el material parcialmente fundido muy caliente, queasciende desde la astenosfera, en concordancia con la rama ascendente de las celdas convectivas.Este es el mecanismo que originó y aún origina las dorsales oceánicas, que se extienden por mas de60.000 kilómetros debajo de los océanos, emergiendo en algunos lugares (Azores, Islandia) e incluso

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desplegándose entre continentes, como en el Mar Rojo. Una relativamente pequeña fracción de rocasfundidas que asciende desde la astenosfera emerge en la cumbre de estas dorsales, y en contacto conel agua de mar se solidifica para formar nueva corteza oceánica. La mayor parte del material queasciende desde la astenosfera se divide en dos ramas que fluyen en dirección opuesta debajo de lalitosfera. La continua generación de nueva corteza y el empuje en direcciones opuestas de estas dosramas provoca que cada lado de la dorsal se separe a una velocidad de pocos centímetros por año.Consecuentemente la litosfera oceánica tiende a incrementarse. Las dorsales están cortadasperpendicularmente por enormes fracturas que en algunos casos alcanzan unos pocos miles dekilómetros de longitud, denominadas fallas transcurrentes.

Estos fenómenos conducen a una simple conclusión: ya que no hay un incremento de la superficie dela Tierra a través del tiempo, la formación de nueva litósfera a lo largo de las dorsales y la expansiónde la corteza oceánica, debe estar acompañada por una comparable merma de la litosfera en otraspartes del globo. Esto realmente sucede en las zonas de subducción, la mayoría de las cuales estánrepresentadas por inmensas fosas oceánicas, como aquellas que se extienden a lo largo del margenoccidental del Océano Pacífico y de la costa occidental de Sudamérica. En las zonas de subducción lalitosfera se pliega y sumerge bajo la litosfera adyacente hasta zonas profundas muy calientes, dondees “digerida” por el manto y el ciclo se reinicia nuevamente. Parte del material litosférico vuelve alestado fundido y puede ascender hacia la superficie a través de facturas en la corteza.Consecuentemente, se forman arcos magmáticos con numerosos volcanes paralelos a las fosas, en ellado opuesto al de las dorsales. En las fosas localizadas en el océano, como en el Pacífico Occidentalestos arcos magmáticos corresponden a cadenas de islas volcánicas; en las fosas ubicadas a lo largode márgenes continentales los arcos magmáticos consisten en cadenas de montañas con numerososvolcanes, como en los Andes. La siguiente figura ilustra este fenómeno.

Pe

rfil esquemático mostrando los procesos de tectónica de placas.

Las dorsales oceánicas, fallas transcurrentes y zonas de subducción constituyen una vasta red quedivide nuestro planeta en seis placas o áreas litosféricas de grandes dimensiones además de variasotras placas más pequeñas. Debido a las enormes tensiones generadas por la máquina termal de laTierra y la asimetría de las zonas que generan y consumen material litosferico, estas placas derivanlentamente unas respecto de otras, cambiando continuamente de posición. Los márgenes de lasplacas corresponden a zonas de la corteza débiles y densamente fracturadas, caracterizadas por unaintensa sismicidad, por un gran número de volcanes y por un alto flujo calórico terrestre, debido alascenso de materiales muy calientes hacia la superficie. Como se muestra en la Figura 5, las áreasgeotermales más importantes se ubican alrededor de los márgenes de placas.

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Placas litosfericas, dorsales oceánicas, fosas oceánicas, zonas de subducción y campos geotérmicos.Las flechas muestran la dirección del movimiento de las placas hacia las zonas de subducción 1)Campos geotérmicos que producen electricidad; 2) Dorsales meso-oceánicas cruzadas por fallas

transcurrentes (largas fracturas transversales); 3) Zona de subducción, donde la placa subducida seinclina hacia abajo y se funde en la astenosfera.

La geotermia es una importante fuente de energía. Caracteriza las zonas activas de la corteza terrestrey está ligada a una fuente de calor magmática, que se encuentra a varios kilómetros de profundidad entierras volcánicas. Los geólogos han encontrado cámaras magmáticas, con roca a varios cientos degrados centígrados. La producción de vapor a partir de los acuíferos, esta a temperaturas que oscilanentre 100 y 4.000 º C.

Bajo la corteza terrestre, la capa superior del manto está compuesta por magma, roca líquida a muyaltas temperaturas. En algunas zonas, los depósitos o corrientes de agua subterránea son calentadospor el magma, hasta temperaturas a veces superiores a los 140 grados Celsius. Cuando el agua, o elvapor, emergen a la superficie a través de fisuras en la corteza, aparecen los géiseres, fumarolas yfuentes termales.

En algunos lugares se dan otras condiciones especiales como son capas rocosas porosas y capasrocosas impermeables que atrapan agua y vapor de agua a altas temperaturas y presión y queimpiden que éstos salgan a la superficie. Si se combinan estas condiciones se produce un yacimientogeotérmico. La geotermia es una fuente de energía renovable ligada a volcanes, géiseres, aguastermales y zonas tectónicas geológicamente recientes, es decir, con actividad en los últimos diez oveinte mil años en la corteza terrestre. “La actividad volcánica sirve como mecanismo de transporte demasa y energía desde las profundidades terrestres hasta la superficie”. Se relaciona con dos tipos derecursos explotables por el ser humano: la energía geotérmica y algunos tipos de yacimientosminerales, que son depósitos de origen magmático e hidrotermal.

La presencia de volcanes, fuentes termales y otros fenómenos termales debieron haber inducido anuestros ancestros a suponer que partes del interior de la Tierra estaban calientes; sin embargo, nofue hasta un período entre los siglos XVI y XVII, cuando las primeras minas fueron escavadas a

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algunos cientos de metros de profundidad, que el hombre dedujo, por simple sensaciones físicas, quela temperatura de la Tierra se incrementaba con la profundidad.

3.2.- Reseña histórica.

Las primeras mediciones mediante termómetros fueron probablemente realizadas en 1740, en unamina cerca de Belfort, en Francia (Bullard, 1965). Hacia 1870, se utilizaron modernos métodoscientíficos para estudiar el régimen termal de la Tierra, pero no fue hasta el siglo XX, y eldescubrimiento del calor radio-génico, que podemos comprender plenamente tal fenómeno como unbalance térmico y la historia térmica de la Tierra. Todos los modelos termales modernos de la Tierradeben, en efecto, tomar en cuenta el calor continuamente generado por el decaimiento de los isótoposradioactivos de larga vida del Uranio (U238, U235), Torio (Th 232) y potasio (K40), presentes en laTierra (Lubimova, 1968). Además del calor radiogénico, en proporciones inciertas, están otras posiblesfuentes de calor como ser la energía primordial de la acreción planetaria. Recién en los años 1980s, sedispuso de teorías realistas de estos modelos, cuando se demostró que no había equilibrio entre elcalor radio-génico generado en el interior de la Tierra y el calor disipado al espacio desde la Tierra, yque nuestro planeta esta lentamente enfriándose. Para dar una idea del fenómeno involucrado y sumagnitud, citaremos un balance térmico de Stacey y López (1988), en el cual el flujo calórico total de laTierra se estimó en 42.1012 W (conducción, convección y radiación). De este total, 8x1012 W provienende la corteza, la cual representa sólo el 2% del volumen total de la Tierra, pero que es rica en isótoposradioactivos; 32.3x1012 W provienen del manto, el cual representa el 82% del volumen total de la Tierray 1,7x1012 W provienen del núcleo, el cual corresponden al 16% del volumen total y no contieneisótopos radioactivos (Fig. 1). Considerando que el calor radio-génico del manto se estima en 22.1012

W, la taza de enfriamiento de esta parte de la Tierra es 10,3x1012 W.

La energía térmica de la Tierra es por lo tanto inmensa, pero solo una fracción de ella podría serutilizada por la humanidad. Hasta ahora la utilización de esta energía ha estado limitada a áreas en lascuales las condiciones geológicas permiten un transporte (agua en la fase líquida o vapor), para“transferir” el calor desde zonas calientes profundas hasta o cerca de la superficie, dando así origen alos recursos geotérmicos; sin embargo, en el futuro cercano técnicas innovativas podrían brindarnuevas perspectivas a este sector.

En muchos casos, las aplicaciones prácticas preceden a la investigación científica y a los desarrollostecnológicos, la energía geotérmica es un buen ejemplo de esto. A comienzos del siglo XIX los fluidosgeotermales fueron explotados por su contenido energético. En ese período se instaló en Italia unaindustria química (en la zona actualmente conocida como Larderello), para extraer el ácido bórico delas aguas calientes boratadas que emergían naturalmente o bien, de pozos perforados con ese objeto.El ácido bórico se obtenía mediante evaporación de las aguas boratadas en bateas de fierro, usandocomo combustible la madera de los bosques de los alrededores. En 1827 Francisco Larderel fundadorde esta industria, desarrolló un sistema para utilizar el calor de los fluidos en el proceso deevaporación, en vez de quemar la madera de los bosques en rápido agotamiento.

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La “laguna cubierta” utilizada en la primera mitad del siglo XIX en el área de Larderello, Italia paracolectar las aguas calientes boratadas y extraer el ácido bórico.

La explotación del vapor natural por su energía mecánica empezó ese mismo tiempo. El vaporgeotérmico se utilizó para elevar líquidos en primitivos elevadores por presión de gas y más tarde enbombas recíprocas y centrífugas y en poleas, todo lo cual fue utilizado en las perforaciones o en laindustria local de ácido bórico. Entre 1850 y 1875 la planta de Larderello mantuvo en Europa elmonopolio de la producción de ácido bórico. Entre 1910 y 1940 el vapor de baja presión fue utilizadopara calefacción de invernaderos, edificios industriales y residenciales, en esta parte de Toscana.Otros países también empezaron a desarrollar sus recursos geotérmicos a escala industrial. En 1892entró en operaciones el primer sistema distrital de calefacción geotermal, en Boise, Idaho (USA). En1928 Islandia, otro país pionero en la utilización de la energía geotérmica, también inicio la explotaciónde sus fluidos geotermales (principalmente agua caliente) para calefacción doméstica.

En 1904 se llevo a cabo el primer intento de generar electricidad a partir de vapor geotérmico;nuevamente, esto tuvo lugar en Larderello.

El éxito de estas experiencias fue una clara demostración del valor industrial de la energía geotérmicay marcó el comienzo de una forma de explotación que se ha desarrollado significativamente desdeentonces. La generación de electricidad en Larderello fue un suceso comercial. En 1942 la capacidadgeo-termoeléctrica instalada alcanzaba los 127.650 kWe pronto, varios países siguieron el ejemplo deItalia; en 1919 los primeros pozos geotermales de Japón fueron perforados en Beppu, seguidos en1921 por pozos perforados The Geyser, California, USA, y en el Tatio, Chile. En 1958 entra enoperación una pequeña planta geo-termoeléctrica en Nueva Zelandia, en 1959 otra en México, en1960 en USA, seguidos por otros países en los años siguientes.

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La máquina usada en Larderello en 1904 en la primera experiencia de generación de energía eléctricamediante vapor geotérmico, con su inventor, el Príncipe Piero Ginori Conti.

3.3.- Tipos de yacimientos geotérmicos.

3.3.1.- Yacimientos de roca seca caliente.

Los yacimientos de roca seca caliente son zonas profundas (3 km – 5 km) de la corteza terrestre quese encuentran a una alta temperatura (200 ºC – 300 ºC), pero en las que no existe agua por suscaracterísticas geológicas(rocas cristalinas, no permeables). Su aprovechamiento energético se basaen inyectar agua desde la superficie a través de un pozo de inyección, hacer circular este agua por unsistema de fracturas provocado artificialmente en la roca, y extraer el vapor por un segundo pozo deextracción.

3.3.2.- Yacimientos del calor de agua subterránea.

La geotermia que se explota actualmente para generar electricidad, proviene del calor transportado poragua subterránea de alta temperatura. Ésta ha sido calentada por intrusiones magmáticas,relacionadas con zonas de contacto entre placas tectónicas. En estos lugares privilegiados, elgradiente geotérmico llega a ser varias veces mayor que el normal, cuyo promedio es de 33 °C/ km.Por ello, en estas zonas es posible encontrar agua a temperaturas de entre 200°C y 400°C, aprofundidades de hasta 3 km, lo que permite la perforación económica de pozos productores de fluidode alta entalpía, el cual es apropiado para la generación de electricidad a través de turbinas.

3.3.3.- Tipos de yacimientos geotérmicos según la temperatura del agua.

Energía geotérmica de alta temperatura.

La energía geotérmica de alta temperatura existe en las zonas activas de la corteza. Esta temperaturaestá comprendida entre 150 y 400 °C, se produce vapor en la superficie y mediante una turbina,genera electricidad. Se requieren varias condiciones para que se dé la posibilidad de existencia de uncampo geotérmico: una capa superior compuesta por una cobertura de rocas impermeables; unacuífero, o depósito, de permeabilidad elevada, entre 0,3 y 2 km de profundidad; suelo fracturado quepermite una circulación de fluidos por convección, y por lo tanto la trasferencia de calor de la fuente a

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la superficie, y una fuente de calor magmático, entre 3 y 15 km de profundidad, a 500-600 °C. Laexplotación de un campo de estas características se hace por medio de perforaciones según técnicascasi idénticas a las de la extracción del petróleo.

Energía geotérmica de temperaturas medias.

La energía geotérmica de temperaturas medias es aquella en que los fluidos de los acuíferos están atemperaturas menos elevadas, normalmente entre 70 y 150 °C. Por consiguiente, la conversión vapor-electricidad se realiza con un rendimiento menor, y debe explotarse por medio de un fluido volátil.Estas fuentes permiten explotar pequeñas centrales eléctricas, pero el mejor aprovechamiento puedehacerse mediante sistemas urbanos reparto de calor para su uso en calefacción y en refrigeración(mediante máquinas de absorción).

Energía geotérmica de baja temperatura.

La energía geotérmica de temperaturas bajas es aprovechable en zonas más amplias que lasanteriores; por ejemplo, en todas las cuencas sedimentarias. Es debida al gradiente geotérmico. Losfluidos están a temperaturas de 50 a 70 °C.

Energía geotérmica de muy baja temperatura. La energía geotérmica de muy baja temperatura seconsidera cuando los fluidos se calientan a temperaturas comprendidas entre 20 y 50 °C. Esta energíase utiliza para necesidades domésticas, urbanas o agrícolas.

Las fronteras entre los diferentes tipos de energías geotérmicas es arbitraria; si se trata de producirelectricidad con un rendimiento aceptable la temperatura mínima está entre 120 y 180 °C, pero lasfuentes de temperatura más baja son muy apropiadas para los sistemas de calefacción urbana.

4.- Industria y producción de energía geotérmica en Bolivia.

4.1.- En Bolivia.

En Bolivia siguiendo el plan de gobierno de convertir al país en el centro energético de Sudamérica, seha reeditado el proyecto geotérmico de Laguna Colorada que se promovió desde los años 70, elproyecto se reactiva gracias principalmente a la inversión y apoyo de Japón por medio de JICA recibeel nombre de “Sol del mañana” ubicada en el municipio de San Pablo de Lípez en la provincia SudLípez del Departamento de Potosí..La reserva de Fauna Andina Eduardo Abaroa recibe importancia ya que existen 13 manifestacionestermales, algunas de las cuales fueron evaluadas por ENDE, en los años 80 a 90, determinando unpotencial bajo y de reducida rentabilidad, recientemente estos pozos fueron abiertos de nuevo y estavez un estudio realizado por Japón determino que estos eran muy buenos.Desde el punto de vista energético no llega a ser un mega proyecto dado que su potencia alcanzaraúnicamente 100 MW que es un poco más que varias de las fuentes termoeléctricas e hidroeléctricasque operan en el país.El proyecto no es totalmente amigable ambientalmente hablando del hecho que la explotación sepretende en una zona ecológica de alta fragilidad y al interior de áreas protegidas.Hasta el momento, el único aprovechamiento de energía geotérmica en la zona de Sol del Mañana, serealiza a partir de un pozo que genera energía eléctrica para la planta de tratamiento y secado debórax de la empresa Tierra Ltda. (Planta Apacheta). A poca distancia de la zona de geiseres, en elsector de la planta Apacheta, se han generado fuertes impactos de contaminación a cuerpos de agua yotros humedales, por la emanación de vapores y materiales del pozo geotérmico, que no sonreinyectados.El proyecto tiene una inversión de 325.8 millones de dólares para una producción de 100 MW.

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4.1.1.- Desarrollo del recurso.

La Central geo-termoeléctrica, estará conformada por 4 unidades, cada una de 25 MW de potencia,Completando un total del 100 MW de potencia instalada.

Cuatro de los pozos existentes se utilizarán como pozos productores, adicionalmente se requerirá dela perforación de diez pozos productores y seis pozos reinyectores. El vapor y salmuera seránseparados en la plataforma de los pozos; el vapor separado será transportado hacia la central eléctricacerca de las turbinas y la salmuera separada se transportará hacia los pozos reinyectores ubicados enla parte sureste del campo geotérmico.

La perforación de pozos se realizará desde las plataformas existentes, más una nueva plataforma enla parte noroeste del campo. Los blancos de perforación están en la franja oeste-norte-oeste y susfracturas acompañantes. La profundidad de perforación se estima entre 1500 – 2000 m. Las pruebasde producción están en el orden de 56 t/h.

4.1.2.- Construcción de la planta.

Las instalaciones de potencia serán construidas dentro del área geotérmica, con una capacidadinstalada total de 100 MW. Esta capacidad se logrará con la instalación de cuatro unidades de 25MW,con una condensación de simple separación de vapor. Para la selección de estas unidades depotencia, se consideran aspectos tales como transporte, condiciones de altura y clima del lugar.

La energía de la planta se conectará a la red, a través del patio de operaciones que será construidodentro de los límites de la central eléctrica.

Entre la nueva central geo-termoeléctrica y una nueva subestación en San Cristóbal, se construirá unalínea de transmisión en circuito simple a 230 kW y con una longitud cercana a los 170 km. La energíasaliente de la nueva subestación de San Cristóbal, se inyectará al SIN, a través de una línea detransmisión a 230 kW de la Subestación en San Cristóbal, a la subestación en Punutuma.

4.1.3.- Estado del proyecto.

A partir del año 2008 hasta hoy , se han realizado las siguientes actividades:

Evaluación interna del Estudio de Factibilidad del Proyecto, para iniciar el desarrollo de un Estudio Técnico, Económico, Social y Ambiental (TESA), según la normativa nacional. Se concretaron diferentes procesos de gestión de financiamiento del Proyecto con la

Cooperación Japonesa, los que incluyen además, cursos de capacitación y entrenamiento alpersonal en gestión y manejo de recursos provenientes de esta cooperación.

Se ha obtenido la categorización del nivel de Estudio de Evaluación de Impacto Ambiental, por

medio de la presentación de la ficha ambiental correspondiente, determinándose la realizaciónde un EEIA a nivel de Análisis Integral con Categoría 1.

Se ha realizado un análisis técnico interno de la línea de transmisión en circuito simple a230kV,

la que deberá construirse entre la central geo termoeléctrica y la subestación de San Cristóbal,con una longitud aproximada de 170km.

Se ha dado inicio al desarrollo del análisis TESA del proyecto, tanto para la planta generadora

como para la línea de transmisión.

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Se ha consolidado un financiamiento proveniente de JICA, para la realización del EEIA – AIdel

Proyecto, estudio que realiza la Consultora Nipón Koei de Japón, institución que contratóa URSde Bolivia, para el cumplimiento de la normativa nacional y la presentación del RENCAcorrespondiente presentada el 2010.

Se ha realizado el trabajo de campo correspondiente a la línea base social y económica del

área de influencia directa del proyecto. Se ha realizado el trabajo de campo correspondiente a la línea base ambiental del área de

influencia directa del. Se están llevando a cabo las actividades correspondientes a la Consulta Pública del Proyecto,

prevista en tres rondas de consultas, que se realizan en 4 diferentes poblaciones del área(Uyuni, Culpina K, Mallku Villa Mar y Laguna Colorada), para garantizar una mayorparticipación de los actores locales realizadas el 2010.

Se ha podido obtener muestras de un pozo de agua, pudiendo verificarse el estado del mismo. Se ha iniciado la planificación necesaria para la instauración de una unidad ejecutiva para el

proyecto. Se están planificando e iniciando actividades de posicionamiento de la empresa en el área del

proyecto, mediante el contacto con los actores locales. Presentación del EEIA – AI del Proyecto, estudio que realiza la Consultora Nipón Koei de

Japón. Obtención de la Licencia Ambiental del Proyecto. Conclusión del Análisis TESA del Proyecto y elaboración del Diseño final del mismo . Exploración, prospección de posos geotérmicos. Se consiguió el crédito por parte del gobierno Japonés a través de JICA por 24,4 millones de

dólares en su primera fase para inicia. Perforación de pozos geotérmico . Se prevé inversión e inicio construcción de la planta en 2015.

Laguna colorada, Bolivia.

4.2.- En el mundo.

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Energía geotérmica mundial llegará a 12.500 MW hasta el 2015.

La capacidad mundial instalada de generación de energía geotérmica llegará a 12.500 megavatios(MW) en 2015. El rápido agotamiento de los combustibles convencionales, así como el interés en lasenergías renovables y la necesidad de reducir las emisiones de CO2, están impulsando su crecimientoa nivel global, según un análisis del Banco Interamericano del Desarrollo (BID), al que tuvo accesoReporte Energía.

Según el informe, hasta el 2013 se registran 24 países productores de energía geotérmica en elmundo, con una potencia instalada de 11.770 MW.

Entre los mayores generadores de este tipo de energía figuran Estados Unidos (3.389 MW), Filipinas(1.848 MW), Indonesia (1.341 MW) y México (1.017 MW).

De esta capacidad de generación global, en Latinoamérica solo cinco países la producen, incluyendoMéxico, Guatemala, El Salvador, Costa Rica, Nicaragua, generando una potencia instalada de 1.626MW del total a nivel mundial.

Los países con mayor capacidad instalada generan más del 95% de la electricidad total con energíageotérmica.

De acuerdo al BID, la potencia instalada con esta energía crece con una tasa constante de 1 gigavatios cada cinco años. Por ejemplo el 2005 se registraba 9.064 MW y en el 2010 la cifra se sitúo en10.716 MW.

Para el 2030 la demanda energética de América Latina y el Caribe podría aumentar un 75%, al tiempoque la energía producida a partir de fuentes renovables, como la geotermia, podría representar lamitad de esa demanda total, según previsiones de este organismo.

Como puntos visibles, la energía geotérmica es encontrada en géiseres, volcanes, aguas termales,entre otros. Su principal fortaleza, es que dicha tecnología se hace accesible las 24 horas x los 7 díasde la semana, eliminando los problemas de variabilidad que se relacionan con otras tecnologíasrenovables como la solar y eólica.

Es una energía limpia ya que el vapor residual, después de generar energía eléctrica se puedecondensar y reinyectar nuevamente al reservorio, para iniciar de nuevo el ciclo de producciónenergética.

Además se destaca su versatilidad, porque puede producir electricidad, suministrar agua caliente o usoindirecto industrial mediante la utilización de bombas de calor geotérmicas.

Uno de los principales factores en el sector de la energía geotérmica es el cambio climático, puestoque es prácticamente libre de gases de efecto invernadero y existe un gran potencial para mitigar lasemisiones de grandes cantidades de CO2 y otros gases de efecto invernadero.

El BID se enfoca en los desafíos para el desarrollo geotérmico mundial, donde resalta que losgobiernos también juegan un papel importante en el impulso de esta industria, puesto que ellos son losllamados a fijar los incentivos para su inversión.

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En este sentido, el informe señala que existen varias tipologías, adoptadas para dar soporte aldesarrollo de los proyectos geotérmicos (GEO) o de las energías renovables en general.

Entre las más importantes figuran los periodos de gracia en el pago de los impuestos sobre la renta (3años en EEUU; a 7 años en Filipinas; 10 años en Guatemala), además de la aplicación de créditosfiscales para las compañías que invierten o que producen tecnologías GEO (EEUU tax credit de 23$us/MWh y 10% de la inversión).

A la vez señala la aplicación de reducción de los impuestos luego del periodo de gracia (Filipinas al10%) y la exención de derechos de aduana (Guatemala, Kenia, Filipinas) e IVA (Kenia) para lasmercancías importadas para proyectos de producción de energía renovable.

Para impulsar la inversión en este sector, sugieren dar suficiente tiempo para realizar la actividad deexploración y recuperar la inversión. Normalmente la fase de exploración implica de 2 a 6 años y laduración de explotación fluctúa entre 25 a 50 años.

Para mitigar el riesgo del operador y facilitar la expansión o la puesta en operación de nuevas plantasgeotérmicas, pueden operar directamente (compartiendo riesgo en la exploración) o indirectamente(fomentando las inversiones con políticas fiscales y energéticas favorables).

Para ello se requiere una normativa adecuada y seguridad jurídica, considerando las actividades, lostiempos y riesgos. “El desarrollo de un proyecto geotérmico necesita una definición de área, tiempos,obligaciones y derechos; para salvaguardar los intereses públicos, privados y del operador”, remarca elinforme.

Pozo geotérmico.

BID impulsa desarrollo de 2 GW adicionales en México.

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La Secretaría de Energía de México, Nacional Financiera, la empresa "Münich Re" y el BancoInteramericano de Desarrollo (BID) anunciaron la firma de un Memorando de Entendimiento (MOU, porsus siglas en inglés) para promover el desarrollo de la energía geotérmica (GEO) en ese país.

Según la Secretaría de Energía, con el esquema que se deriva de este MOU se podrían desarrollarhasta 2 giga vatios (GW) adicionales hacia 2020. El potencial estimado de esta fuente de energía alargo plazo es de 9 GW.

Como parte de la alianza, las partes buscarán explorar el desarrollo de mecanismos para hacer frentea las barreras financieras que frenan el desarrollo de proyectos de energía geotérmica por parte delsector privado, a través de soluciones innovadoras de gestión de riesgos.

Los socios anunciaron que la alianza explorará el apoyo para la creación de un “Fondo de Seguro deRiesgo de Exploración Geotérmica”, que tendría por objeto servir de base de cooperación entre cadauna de las partes, para el desarrollo de soluciones de carácter financiero para el desarrollo de lageotermia en México.

Los socios anunciaron que la alianza será un eje fundamental de la Facilidad de Financiamiento yMitigación de Riesgo Geotérmico, un proyecto liderado por la Secretaría de Energía y la NacionalFinanciera (NAFIN) con financiamiento del BID y del Clean Technology Fund, que está en preparación.

Al anunciar la alianza, Pedro Joaquin Coldwell, Secretario de Energía de México, afirmó que “existeuna necesidad de diversificar fuentes de energía para el sector eléctrico en México y la geotermiapuede jugar un papel clave en asegurar esta diversificación con fuentes de baja emisión de gases deefecto invernadero”.

Por su parte, Walter Vergara, jefe de la División de Cambio Climático y Sostenibilidad del BID, aseguróque “el potencial de generación con fuentes geotérmicas en México es considerable y, si logramosreducir las barreras a la exploración, este recurso podrá contribuir substancialmente al suministro deenergía en el país de una manera sustentable y limpia”.

Energía geotérmica en Latinoamérica y el Caribe.

Hay posibilidades de aprovechamientos geotérmica en toda Latinoamérica y en el Caribe. En variospaíses se han hechos estudios y ya se han iniciado perforaciones.

En Centroamérica, la Geotermia constituye la segunda fuente energética renovable de importancia enla región. Costa Rica, por ejemplo, ha iniciado la exploración de 2 yacimientos de vapor en el oeste delpaís, con el objetivo de instalar allí las plantas geotérmicas Se estima que su potencial geotérmico esde 865 MW. Guatemala es otro referente de nación geotérmica, que apunta a generar el 60% de susnecesidades energéticas mediante plantas geotérmicas para el 2022. El Salvador ya posee dosimportantes centrales geotérmicas: una en Berlín, Usulután y la segunda en Ahuachapán, la cualaporto el 26% (180 megavatios), del consumo total energético de esa nación. En Nicaragua, enmateria geotérmica, inicio la primera etapa que contempla la perforación de pozos de reinyección deagua y pozos que producen suficiente vapor para la generación energética, la edificación de torres deenfriamiento, una planta para distribuir la energía y la instalación de turbinas, estas actividades sonparte del proyecto San Jacinto Tizate, ejecutado por Polaris Energy de Nicaragua, que aspira agenerar con sus dos turbinas 72 megavatios.

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En Sudamérica, Chile posee un alto potencial geotérmico al encontrarse en el área de actividadvolcánica conocida como Anillo de Fuego, en el Pacífico. Colombia igual, adelanta estudios defactibilidad en el área de influencia del volcán Nevado del Ruiz.

Otra importante fuente de energía geotérmica suramericana, es la que se encuentra en Bolivia,en la Laguna Colorada, situada en el departamento andino de Potosí (suroeste), limítrofe con Chile.Con un potencial estimado de 6500 megavatios (Mw), igual el Ecuador mira a la energía de generacióngeotérmica como una opción a corto plazo. El potencial estimado de Perú para la generación deelectricidad con energía geotérmica, proveniente de aguas termales, asciende a unos 3,000megavatios (Mw). En Venezuela, al oriente del país tiene el mayor potencial geotérmico. Se calculauna generación de energía en el orden de los 150 Mw.

5. TECNOLOGIA DE LA ENERGIA GEOTERMICA.

5.1 Producción de electricidad.

Por medio de pozos específicamente perforados, las aguas subterráneas, que poseen una grancantidad de energía térmica almacenada, se extraen a la superficie transformándose en vapor, que seutiliza para generar energía eléctrica. Este tipo de planta opera con los mismos principios que los deuna termoeléctrica como vapor, con excepción de la producción de vapor, que en este caso se extraedel subsuelo. El vapor de agua obtenido de la mezcla se envía a un separador; el secado de vapor vaa la turbina de energía cinética que se transforma en energía mecánica y esta a su vez, en electricidaden el generador. Una planta geotérmica convencional puede generar de forma fácil y económica unos100MW, lo mismo que una granja solar o eólica pero con mucho menos coste.

5.1.1Tipos de plantas geo-termoeléctricas.

Tres tipos se usan para generar potencia de la energía geotérmica:

Vapor seco. Flash. Binario.

5.1.1.1 Vapor seco.

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

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Ciclos de una planta geo-termoeléctrica de vapor seco.

5.1.1.2 Flash.

En las plantas flash se obtiene una mezcla de vapor y agua muy caliente, generalmente a más de 200°C, y se separa la fase vapor en separadores vapor/agua, y se mueve una turbina con el vapor, el aguaseparada, todavía muy caliente, es sometida al mismo proceso, con separación de vapor a bajapresión que se envía a turbinas de baja presión. Esta operación puede ser repetida tantas veces comolo permita la entalpía o temperatura del agua separada.

Ciclos de una planta geo-termoeléctrica de proceso “flash”.

5.1.1.3 Binarias.

En las plantas binarias, el agua caliente fluye a través de intercambiadores de calor, haciendo hervir unfluido orgánico que luego hace girar la turbina. El vapor condensado y el fluido remanente geotérmicode los tres tipos de plantas se vuelven a inyectar en la roca caliente para hacer más vapor. El calor dela tierra es considerado como una energía sostenible. El calor de la Tierra es tan vasto que solo sepuede extraer una fracción, por lo que el futuro es relevante para las necesidades de energía mundial.

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Ciclos de una planta geo-termoeléctrica de proceso binario.

5.2 Uso directo del calor

Los usos directos de las aguas geotérmicas van en un rango de 10 a 130ºC y son utilizadasdirectamente de la tierra:

Para uso sanitario. Balnearios. Para cultivos en invernaderos durante el periodo de nevadas. Para reducir el tiempo de crecimiento de pescados, crustáceos, etc. Para varios usos industriales como la pasteurización de la leche. Para la implantación de calefacción en distritos enteros y viviendas individuales.

Los sistemas de calefacción de distritos geotérmicos bombean agua geotérmica hacia unintercambiador de calor, donde éste transfiere su calor a agua de ciudad limpia que es conducida portuberías a los edificios del distrito. El agua geotérmica es inyectada de nuevo al pozo de reserva paraser recalentada y utilizada de nuevo.

Esquema de un sistema de calefacción a base de agua geotérmica.5.3 Maquinaria principal.

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Una planta geo-termoeléctrica principalmente está constituida por maquinaria pesada debido a lamagnitud del recurso natural que procesa, entre las que podemos destacar las siguientes:

Turbinas de vapor Unidades de condensación Transformadores de energía Vapor-ductos Sistemas de extracción Bombas de agua.

Existen variedad de marcas y capacidad para las maquinarias antes mencionadas, la elección de cadauna de éstas dependerá de la magnitud del recurso natural y de los requerimientos del proyectista.

6.- Consumo y países productores.

Los datos más recientes conseguidos datan del año 2009 y se presentan en la siguiente tabla:

Países productores de energía geotérmica al 2009

7.- Ubicación.

Muchas regiones en todo el mundo tienen acceso a recursos geotérmicos, especialmente los

países a lo largo de la gran faja volcánica conocida como “Cinturón de Fuego” que bordea el

Océano Pacífico y otras áreas coincidentes con zonas volcánicas y márgenes activos de placas

tectónicas.

América Nor-Occidental y América del Sur.

El Caribe.

Filipinas.

Nueva Zelanda.

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Indonesia.

Islandia.

El “Valle del Rift” africano.

Mapa de regiones geotérmicas calientes conocidas.

8.- Conclusiones.

La energía geotérmica es una opción técnica y económicamente madura. Desde 1913 se ha

estado generando electricidad comercialmente, en escala industrial, a partir de la energía

geotérmica.

A nivel mundial, los datos de producción actual y de potencia instalada, representan una ínfima

parte del potencial real de la energía geotérmica para producir energía eléctrica. La tecnología

necesaria tiene un alto grado de madurez, pero sólo se explotan algunos de los escasos

yacimientos hidro-geotérmicos de alta temperatura que existen en el mundo, de ahí la pequeña

importancia relativa a nivel global.

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La energía geotérmica es un recurso renovable que puede contribuir de una manera

importante a la producción de energía eléctrica de un modo sostenible. Entre sus ventajas

cabe resaltar que se trata de un recurso ilimitado, no contaminante, sin emisiones de CO2, y

ampliamente distribuido Las aplicaciones actuales en el mundo utilizan exclusivamente recursos geotérmicos

hidrotermales. En el corto o mediano plazo también será posible utilizar recursos de roca seca

caliente (HDR), por lo que actualmente se está desarrollando tecnología apropiada.

El desarrollo de la Energía Geotérmica permitirá una generación de electricidad

descentralizada, sin dependencia de condiciones externas, por lo que podrá ser base durante

las 24 horas del día y 365 días al año.

En un plazo más largo también será posible utilizar los recursos geo-presurizados, los

geotérmicos marinos y la energía térmica de reservorios de magma; su posible

aprovechamiento depende tanto del desarrollo de tecnologías y materiales apropiados, como

de las variables económicas que determinan la competitividad de los diversos recursos

energéticos.

Algunos estudios prevén que podrá convertirse en una pieza clave para garantizar el

suministro energético a nivel mundial, y que su utilización será superior a la de otras fuentes de

energía renovable como la biomasa, la eólica, la hidráulica o la solar.

9.- Bibliografía.

http://geothermal-energy.org http://erenovable.com El Diario - Reporte: La energía geotérmica de Laguna Colorada http://vidaverde.about.com http://lasenergiasrenovables.com/noticias/geotermia/boliviapromueveenergiageotermica

10.- Anexos.

Se presenta en el medio magnético.

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