GERENCIA DE GEOTERMIA - Instituto de Investigaciones Eléctricas

Gerencia de Geotermia
Índice
página
Definición de Geotermia ................................................................................... 2
Origen de los Sistemas Geotérmicos .............................................................. 2
Usos de la Energía Geotérmica ........................................................................ 5
Aspectos Ambientales ...................................................................................... 19
Aspectos Económicos ...................................................................................... 20
La Geotermia en México ................................................................................... 21
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Definición de Geotermia
En general, la palabra geotermia se refiere a la energía térmica natural existente en el interior de la Tierra. En la práctica se le
denomina así al estudio y utilización de la energía térmica que transportada a través de la roca y/o fluidos, se desplaza desde el
interior de la corteza terrestre hacia los niveles superficiales de la misma, dando origen a los sistemas geotérmicos. Aún cuando la
geotermia ha existido siempre, no fue sino hasta principios del siglo pasado que empezó a dársele uso en forma comercial,
haciéndose notoria su existencia hace apenas cuatro décadas. En los años 70´s con el incremento en el costo de los combustibles
fósiles se le dio una importancia relevante, ayudando a suministrar parte de los requerimientos de energía de muchos países.
Origen de los Sistemas Geotérmicos
Estudios sismológicos han establecido que el planeta Tierra se encuentra constituido por cinco capas esféricas concéntricas que son
la atmósfera (con sus respectivas subcapas), la corteza (que incluye las masas de tierra, los mares y los conos polares) con un
espesor aproximado de 30 km en la parte continental y un espesor de 5 km de agua y 5 km de roca en la parte oceánica, el manto
con un espesor aproximado de 2,900 km, el núcleo líquido con un espesor de 2,200 km y el núcleo interno con un espesor de 1,200
km (Figura 1).
La corteza no está formada por una sola estructura, sino que consta de varias partes llamadas placas tectónicas, las cuales están en
constante movimiento relativo a velocidades de unos cuantos centímetros por año. El origen de los sistemas geotérmicos está
relacionado con el movimiento de las placas oceánicas y continentales, las cuales al chocar o separarse constituyen regiones
geológicamente activas en las cuales se presentan los fenómenos de subducción de placas o de debilidad cortical (Figura 2). En el
primer caso, la colisión e introducción de una placa por debajo de otra produce elevadas temperaturas, formándose magma que
puede llegar a la superficie para crear volcanes. En el segundo caso, al existir placas con movimientos divergentes, el magma del
manto puede llegar cerca de la superficie originando vulcanismo.
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Figura 1. Diagrama de las capas que forman la Tierra.
Discontinuidad
de Mohorovicic
Discontinuidad
de Gutenberg
Discontinuidad
de Lehmann
30
Km
Corteza
2900 Km
Manto
2200 Km
Núcleo Líquido
1200 Km
Núcleo Interno
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Figura 2. Diagrama del movimiento de las placas oceánicas y continentales
Superficie
oceánica
Zona
volcánica
Intrusión
magmática
Placa
continental
Manto
Corrientes
convectivas
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El calor requerido para la formación de un sistema geotérmico puede ser proporcionado por una masa de magma de alta
temperatura situada en la corteza terrestre ya sea como una intrusión en proceso de enfriamiento o bien como una cámara
magmática que ha alimentado a un volcán o a una caldera. Este calor puede almacenarse en la roca o en acuíferos localizados a
pocos kilómetros de profundidad dando origen a los sistemas geotérmicos. Estos en algunas ocasiones se manifiestan en la
superficie en forma de volcanes
De lodo, fumarolas, géiseres, manantiales hidrotermales, suelos calientes, etc. En las zonas en donde interactúan las placas
tectónicas, es en donde se han localizado los más importantes campos geotérmicos (Figura 3).
Tipos de Sistemas Geotérmicos
A la fecha se han identificado cinco tipos de sistemas geotérmicos: (a) hidrotermales; (b) roca seca caliente; (c) geopresurizados; (d)
marinos y (e) magmáticos. A continuación se describen algunas de sus características:
(a) Sistemas Hidrotermales
Estos sistemas están constituidos por: una fuente de calor, agua (líquido y/o vapor) y la roca en donde se almacena el fluido (Figura 4).
El agua de los sistemas hidrotermales se origina en la superficie de la tierra en forma de lluvia hielo o de nieve. Se infiltra lentamente
en la corteza terrestre, a través de poros y fracturas, penetrando a varios kilómetros de profundidad en donde es calentada por la roca
alcanzando en algunas ocasiones temperaturas de hasta 400 C.
Estos sistemas pueden clasificarse en tres tipos principales: vapor dominante, líquido dominante alta entalpía y líquido dominante baja
entalpía. En la actualidad estos sistemas son los únicos que se explotan comercialmente para la generación eléctrica.
(i) Vapor Dominante. Son sistemas de alta entalpía, generalmente de vapor seco. Existen unos cuantos en el mundo. Los más
conocidos son The Geysers (Estados Unidos) y Lardarello (Italia).
(ii) Líquido dominante (alta entalpía). Sistemas de salmuera súper caliente, con temperaturas entre 200 oC y más de 300 oC. Son más
abundantes que los anteriores. Ejemplo: Cerro Prieto (México), Wairakei (Nueva Zelanda), Tiwi (Filipinas).
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Figura 3. Diagrama de las placas oceánicas y continentales
180°
PLACA DE
NORTEAMERICA
60°
40°
PLACA
FARALLON
0°
SWARTSENG
LOS AZUFRES
PATHE
LOS HUMEROS
NAMAFJALL
PLACA
AFRICANA
PLACA
DE
NAZCA
MATSUKAWA
AFYON
PUGA
PLACA
ANTARTICA
TENGWU OTAKE
PLACA
PLACA
MAR DE
FILIPINAS DEL
PACIFICO
OLKARIA
KAWAH
KAMODJANG
EL TATIO
PLACA
INDO-AUSTRALIANA
PLACA DE
AMERICA
DEL SUR
KAWERAU
ROTORUA
BROADLANDS
WAIRAKEI
40°
60°
PARATUNKA
LARDERELLO
MT. AMIATA
PL. DE ARABIA
PLACA DE
COCOS
PLACA DEL
PACIFICO
180°
PAUZHETSKA
PLACA DEL
CARIBE
THE GEYSERS
120°
60°
PLACA EUROASIATICA
MEAGER MT.
YELLOWSTONE
CERRO PRIETO
0°
60°
120°
PLACA
ANTARTICA
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(iii) Líquido Dominante (baja entalpía). Sistemas con salmueras calientes, con temperaturas entre de 100 C y 200 oC
aproximadamente. Son más abundantes que los anteriores en una proporción de 10 a 1. Se encuentran en casi todos los países del
mundo. Ejemplo: Heber (Estados Unidos), Yangbajin (China).
Figura 4. Sistemas hidrotermales
10 OC en
superficie
Inicio de
la
ebullición
Fumarol
a
100
O
C
Roca
impermeable
Roca
permeable
Magma en proceso de enfriamiento
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(b) Sistemas de Roca Seca Caliente
Son sistemas rocosos con alto contenido energético pero con poca o ninguna agua, conocidos como HDR por sus siglas en inglés (Hot
Dry Rock). No se explotan comercialmente en la actualidad. Ejemplo: Fenton Hill (Estados Unidos), Rosmanowes (Reino Unido),
Soultz-sous-Forêts (Francia). Este es probablemente uno de los recursos geotérmicos más abundantes. El U.S. Geological Survey
ha estimado que la energía almacenada en los yacimientos de roca seca caliente que se encuentran dentro de los 10 kilómetros
superiores de la corteza terrestre, equivale a más de 500 veces la energía acumulada en todos los yacimientos de gas y de
petróleo del mundo, lo que habla de un recurso enorme.
Con el objetivo de explotar estos yacimientos se está desarrollando la tecnología necesaria para implementar el siguiente concepto.
Se perfora un pozo hasta la profundidad en que se encuentra la formación de roca seca caliente de interés. Como esta roca es
esencialmente impermeable, se crea un yacimiento artificial mediante fracturamiento hidráulico, una técnica muy utilizada por las
industrias del gas y del petróleo. Posteriormente se perfora otro pozo, típicamente a algunos cientos de metros del primero, que
intercepte la red de fracturas creada artificialmente. A continuación se inyecta agua a presión en uno de los pozos. Al desplazarse
por la red de fracturas, el agua se calienta por contacto con la roca de alta temperatura. El agua caliente se extrae por el pozo
restante. En la actualidad los proyectos de investigación acerca de HDR más importantes se están llevando a cabo en la Comunidad
Económica Europea (e.g., Baria et al., 2000) y en Japón (e.g., Kaieda et al., 2000).
(c) Sistemas Geopresurizados
Son sistemas que contienen agua y metano disuelto a alta presión (del orden de 700 bar) y mediana temperatura (aproximadamente
150 C). No se explotan comercialmente en la actualidad. Ejemplo: yacimientos en Texas y Louisiana (Estados Unidos), y en
Tamaulipas (México). Estos recursos ofrecen tres tipos de energía: térmica (agua caliente), química (metano) y mecánica (fluidos a
muy alta presión). Algunos investigadores han estimado el potencial energético solamente en las costas de Texas en unos 40,000 MWt
(Alonso, 1993). Se desconoce el potencial de este recurso en México.
(d) Sistemas Marinos
Son sistemas de alta entalpía existentes en el fondo del mar. No se explotan comercialmente en la actualidad. Estos sistemas han sido
poco estudiados hasta ahora. Ejemplo: Golfo de California (México).
Hace algunos años se efectuaron estudios preliminares en el Golfo de California (Mercado, 1990, 1993). Como parte de los estudios se
incluyeron algunas inmersiones en un submarino. Esto permitió observar a 2600 metros de profundidad impresionantes chimeneas
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naturales descargando chorros de agua a 350 C. El flujo de calor medido en algunos puntos del Golfo de California es muy alto, de
0.34 W/m2 (Suárez, 2000) mientras que en promedio el flujo natural de calor alcanza valores de entre 0.05 y 0.10 W/m2 .
N. Grijalva efectuó en el año de 1986 una serie de estudios en un zona del Golfo de California denominada depresión de Wagner
(latitudes de 31 00´ a 31 15´ y longitudes de 113 50´) que cubre un área de 10 km de ancho por 20 km de largo. La investigación
abarcó estudios geológicos, geofísicos y geoquímicos. Parte de los resultados del estudio se reportan en Suárez (2000) y se comenta
que la cuenca en estudio pudiera ser en si misma un campo geotérmico de gran magnitud con un potencial energético de 100 a 500
veces mayor que el del campo geotérmico de Cerro Prieto.
(e) Sistemas Magmáticos.
Son sistemas de roca fundida existentes en aparatos volcánicos activos o a gran profundidad en zonas de debilidad cortical. No se
explotan comercialmente en la actualidad. Ejemplo: Volcán de Colima (México), Volcán Mauna Kea (Hawai).
Posiblemente el atractivo más importante de este tipo de recurso sean las altísimas temperaturas disponibles (800 °C).
Recordemos que la eficiencia de las máquinas térmicas es proporcional a la temperatura máxima de su ciclo termodinámico.
En el mediano o largo plazo, cuando se cuente con la tecnología y los materiales adecuados para resistir la corrosión y las altas
temperaturas se podrá explotar la enorme cantidad de energía almacenada en las cámaras magmáticas de los volcanes activos.
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Usos de la Energía Geotérmica
Actualmente los recursos geotérmicos no solamente son susceptibles de ser aprovechados en la generación de electricidad, sino
también en una gran variedad de actividades agrupadas bajo el nombre genérico de usos directos. Entre los mismos se pueden
mencionar los siguientes: calefacción (Islandia, Estados Unidos, Nueva Zelanda), procesado de alimentos (Estados Unidos y Filipinas),
lavado y secado de lana (China y Nueva Zelanda), fermentación (Japón), industria papelera (Australia, China y Nueva Zelanda),
producción de ácido sulfúrico (Nueva Zelanda), manufactura de cemento (Islandia y China), teñido de telas (Japón), etc.
Generación de Electricidad
La generación de electricidad por medio de la energía geotérmica está íntimamente ligada con las condiciones naturales del yacimiento
geotérmico particular utilizado para ese fin. La presión de entrada a las turbinas de vapor está determinada por la presión y la
temperatura del yacimiento. Adicionalmente, la presión del yacimiento, y por lo tanto la presión de entrada a las turbinas, disminuirá
con el tiempo, a una velocidad que dependerá de la relación entre la extracción de fluidos y su recarga.
Por otro lado, las plantas geotermoeléctricas requieren de pequeñas cantidades de agua de enfriamiento. Por ello, no compiten por
este recurso con otras aplicaciones como, por ejemplo, la agricultura.
La unidad geotermoeléctrica más grande del mundo es de 135 MWe (instalada en el campo de los Geysers en Estados Unidos), pero
es muy común encontrar unidades de 55 MWe, 30 MWe, 15 MWe, 5 MWe y aún más pequeñas. La confiabilidad de las plantas
geotermoeléctricas es muy buena y cuentan con factores de planta entre el 80 y 90 %. Este factor es muy superior al de otro tipo de
plantas.
Existen varios tipos de procesos de conversión de energía para generar electricidad por medio de recursos hidrotermales. Actualmente,
tres de estos procesos se encuentran en operación comercial: vapor seco, sistemas de separación de vapor y ciclo binario.
Plantas de vapor seco
Las plantas de vapor seco se utilizan para producir energía de yacimientos de vapor dominante. En este caso el vapor saturado o
ligeramente sobrecalentado que se obtiene en la superficie, se envía directamente a las turbinas (Figura 5). El vapor húmedo a la salida
se condensa para regresarse al yacimiento a través de pozos de inyección. Esta es una tecnología bien desarrollada y comercialmente
disponible, con tamaños de turbina típicos en el rango de 35 a 120 MWe.
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Los sistemas de vapor dominante han sido explotados únicamente en Indonesia, Italia, Japón y Estados Unidos. La mitad de la
capacidad de generación instalada se encuentra en estos campos. Los campos de líquido dominante son mucho más comunes.
Plantas de separación de vapor
En yacimientos geotérmicos dominados por líquido, los pozos generalmente producen una mezcla de agua y vapor en la superficie.
Esto se debe a que el fluido del yacimiento sufre un proceso de ebullición en el interior del pozo, causado por la caída de presión a lo
largo de la tubería. Cuando la mezcla llega a la superficie, el vapor y el líquido se separan por medio de instalaciones adecuadas. El
primero es utilizado para alimentar la turbina, mientras que el liquido se inyecta nuevamente al yacimiento (Figura 6).
Las plantas de separación de vapor se utilizan para producir electricidad de los sistemas de líquido dominante que están lo
suficientemente calientes como para permitir la ebullición de una porción importante de líquido en la superficie. Se cuenta con tamaños
de turbina típicos en el rango de 10 a 55 MWe.
Plantas de ciclo binario
Las plantas de ciclo binario son apropiadas para la explotación de los sistemas geotérmicos de líquido dominante que no están los
suficientemente calientes como para producir una importante ebullición del fluido geotérmico, y para utilizar el calor contenido en los
fluidos de desecho de las plantas de separación de vapor.
En estas plantas, el calor que se obtiene del fluido geotérmico se transmite por medio de un intercambiador de calor a un fluido de
trabajo secundario con un menor punto de ebullición (por lo general es un refrigerante). El fluido de trabajo se expande en una turbina,
se condensa y se recalienta en otro ciclo (Figura 7). Existen unidades de 1 a 25 MWe. Actualmente existe en el mundo una capacidad
instalada de aproximadamente 300 MWe en este tipo de plantas.
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Figura 5. Diagrama de una planta de vapor seco
Sistema de
conversión
Sistema de
enfriamiento
Condensado
r
Fluido
geotérmico
Fluido
reinyectado
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Figura 6. Diagrama de una planta de separación vapor
Sistema de
conversión
Sistema de
enfriamiento
Separado
r
Condensado
r
Fluido
geotérmico
Fluido
reinyectado
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Figura 7. Diagrama de una planta de ciclo binario
Sistema de
conversión
Sistema de
enfriamiento
Evaporado
r
Condensado
r
Fluido
geotérmico
Fluido
reinyectado
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Capacidad instalada mundialmente
En el año de 1971 se habían instalado en el mundo 903 MWe con energía geotérmica. El 99 % de esta capacidad estaba concentrada
en cuatro naciones: Italia, Nueva Zelanda, Estados Unidos y Japón. En el año de 1982 se encontraban distribuidas en 14 países 115
plantas geotermoeléctricas con una capacidad de 2,732 MWe. En la actualidad se han instalado 8,182 MWe en 21 países (Tabla 1).
Para el año 2005 se espera que se tenga una capacidad instalada de 11,398 MWe con plantas geotermoeléctricas (Huttrer, 2000).
Tabla 1. Evolución de la capacidad eléctrica instalada.
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Usos Directos
Los sistemas geotérmicos de baja entalpía (temperaturas menores de 180 oC), son los que generalmente se destinan a usos directos.
De los 80 países que se sabe cuentan con recursos geotérmicos con posibilidades de explotación comercial, 55 los emplean en usos
directos, 31 de los cuales los utilizan de manera significativa (Lund y Freeston, 2000). El uso de recursos geotérmicos de baja entalpía
en el mundo en 1999 fue de 16,209 MWt. El 37 % de estos recursos se empleó en el calentamiento de espacios, 22 % en balneología,
14 % en bombas de calor, 12 % en invernaderos, 7 % en acuacultura, 6 % en aplicaciones industriales y 2 % en agricultura y otras
aplicaciones (Lund y Freeston, 2000).
En la Tabla 2 se listan los 27 países que más utilizan los recursos geotérmicos para usos directos. En la Fig. 8 se muestra las
temperaturas mínimas que generalmente se requieren para distintos tipos de usos directos (Líndal, 1973). La temperatura entre uno y
otro uso no es rigurosa, simplemente es una guía. Los usos directos normalmente utilizan tecnología conocida. En algunos casos
pueden existir complicaciones por la presencia de sólidos disueltos o gases no condensables en los fluidos geotérmicos. Sin embargo,
estos problemas son superables con la tecnología actual.
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Figura 8. Temperatura aproximada de los fluidos geotérmicos para usos directos (Lindal, 1973)
180
160
EVAPORACIÓN DE SOLUCIONES ALTAMENTE CONCENTRADAS.
REFRIGERACIÓN POR ABSORCIÓN DE AMONÍACO, DIGESTIÓN DE PASTA PAPELERA (KRAFT).
AGUA PESADA MEDIANTE UN PROCESO CON SULFURO DE HIDRÓGENO.
SECADO DE ALIMENTO PARA PESCADO, SECADO DE MADERA.
ALÚMINA MEDIANTE EL PROCESO DE BAYER.
140
SECADO DE PRODUCTOS AGRÍCOLAS A ALTAS VELOCIDADES, ENLATADO DE ALIMENTOS.
EXTRACCIÓN DE SALES POR EVAPORACIÓN, EVAPORACIÓN EN LA REFINACIÓN DE AZÚCAR.
120
AGUA DULCE POR DESTILACIÓN.
CONCENTRACIÓN DE SOLUCIÓN SALINA MEDIANTE EVAPORACIÓN DE EFECTO MÚLTIPLE.
SECADO Y CURADO DE PLANCHAS DE HORMIGÓN LIGERO.
o
C
100
80
SECADO DE MATERIALES ORGÁNICOS, ALGAS, HIERBA, HORTALIZAS, ETC.
LAVADO Y SECADO DE LANA.
SECADO DE PESCADO, OPERACIONES INTENSAS DE DESCONGELAMIENTO.
CALEFACCIÓN AMBIENTAL.
60
REFRIGERACIÓN (LÍMITE DE TEMPERATURA INFERIOR.
ZOOTECNIA.
INVERNADEROS MEDIANTE COMBINACIÓN DE CALEFACCIÓN AMBIENTAL Y DE FOCO.
CULTIVO DE SETAS.
40
CALENTAMIENTO DEL SUELO, BALNEOLOGÍA.
PISCINAS, BIODEGRADACIÓN, FERMENTACIONES.
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Tabla 2. Países que utilizan la energía geotérmica para usos directos.
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Aspectos Ambientales
La energía geotérmica se considera una fuente de energía limpia. Si se toman las medidas apropiadas para su explotación, el
impacto ambiental de los desarrollos geotérmicos se puede eliminar casi completamente.
Las plantas geotermoeléctricas generan aproximadamente un sexto del CO2 que producen las plantas que queman gas natural y
prácticamente no producen óxidos de nitrógeno o de azufre.
Cada 1,000 MWe generados con geotermia evitan la emisión anual a la atmósfera de aproximadamente 860 toneladas de diversas
partículas contaminantes y de 3.5 millones de toneladas de dióxido de carbono de las plantas que queman gas.
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Aspectos Económicos
Los costos de generar electricidad en México por medio de la energía geotérmica son competitivos aún con los costos de generar
por medio de combustibles fósiles como puede verse en la tabla que se muestra a continuación:
CENTRAL
COSTO
(US¢/KwH)
Lugar/
Costo
Ciclo Combinado Gas (560 MW)
3.25
(1)
1
Carboeléctrica (2 X 310 MW)
4.41
(1)
2
Térmica Conv encional (2 X 380 MW)
4.42
(1)
3
Geotermoeléctrica (Internacional)
4 - 8
(2)
4
 Cerro Prieto
 Los Azufres
 Los Humeros
 Las Tres Vírgenes
Hidroeléctrica (Internacional)
 Chicoasén
Microhidroeléctrica
Nucleoeléctrica
Eoloeléctrica
Biomasa
(3)
3.46
3.29 (3)
3.45 (3)
4.11 (3)
5 – 6 (5)
4.87
Referencias:
5
(1)
3 – 45
(1,5)
5.6 - 7.11
7.00
(4)
6 - 12
(4)
1.- COPAR/CFE, 2001.
2.- Kutscher, 2001.
3.- Hiriart, 2000.
4.- Simons, 1999.
5.- Suárez, 2000.
6
7
8
Solar Térmica
11 - 13
(4)
9
Solar Fotov oltaica
15 - 30
(4)
10
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La Geotermia en México
A finales de la década de los 40´s el ingeniero Luis de Anda, de la Comisión Federal de Electricidad (CFE), se enteró de los logros
obtenidos en el campo geotérmico de Larderello (Italia). Esto lo motivó para efectuar estudios en ese lugar, en donde se familiarizó con
las técnicas de exploración y explotación que allí se utilizaban. En el mes de mayo de 1955 se formó la Comisión de Energía
Geotérmica, cuyo director fue el mismo ingeniero De Anda.
Pathé
La explotación de la energía geotérmica en México se inició en Pathé, una localidad del estado de Hidalgo, la cual se encuentra
aproximadamente a 130 kilómetros de la Ciudad de México (Figura 9). Debido al éxito de las primeras perforaciones, se decidió instalar
una planta piloto de 3.5 MWe. Esta unidad inició su operación en el mes de noviembre de 1959.
En Pathé se perforaron 17 pozos. Sin embargo, nunca fue posible obtener suficiente vapor para generar más de 600 kW. La planta se
mantuvo generando hasta 1973.
A pesar de todo, la planta de Pathé representó un importante logro, ya que permitió que nuestro país fuera el tercero en el mundo en
utilizar la geotermia, poner de manifiesto la capacidad de los ingenieros mexicanos que hicieron el trabajo y servir para capacitar a los
cuadros técnicos que habrían de conducir en el futuro el desarrollo de la geotermia en México.
Después de Pathé, la CFE desarrolló los campos de Cerro Prieto en Baja California, Los Azufres en Michoacán y Los Humeros en
Puebla (Figura 9).
Cerro Prieto
El campo de Cerro Prieto se encuentra localizado a 30 km al sur de la ciudad de Mexicali. Cerro Prieto es el campo geotérmico de
líquido dominante más grande del mundo y su explotación ha sido también una de las más exitosas.
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Figura 9. Localización de los campos geotérmicos y las principales manifestaciones de México.
CERRO PRIETO
(720MWe)
TRES
VIRGENES
(10MWe)
PATHE
LOS HUMEROS
(37MWe)
LA PRIMAVERA
LOS AZUFRES
(98MWe)
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En este campo se han perforado más de 200 pozos con profundidades entre 700 y 4,300 metros. Actualmente se tienen instaladas
cuatro centrales con una capacidad instalada total de 720 MWe.
La central CP-1 cuenta con cinco unidades; las primeras dos, de 37.5 MWe cada una, entraron en operación en el año de 1973. En
1979 se adicionaron otras dos unidades de 37.5 MW. En 1981 entró en operación una unidad de baja presión de 30 MWe.
Las centrales CP-II y CP-III cuentan cada una con dos unidades de 110 MWe, mismas que entraron en operación entre 1985 y 1987
(Hiriart y Gutiérrez, 1992).
La central Cerro Prieto IV consta de cuatro unidades de 25 MWe cada una. Entró en operación en el año 2000.
Los Azufres
El campo geotérmico de Los Azufres se encuentra localizado a 200 kilómetros al oeste de la Ciudad de México (Figura 9). Los
primeros estudios en este campo se efectuaron en los años cincuenta. En el año de 1977 se perforaron los primeros pozos productores
con los que se confirmó la existencia de un potencial energético de magnitud considerable.
En este campo se han perforado más de 60 pozos con profundidades de entre 600 y 3,544 metros, con una temperatura máxima de
fondo de 358 oC. En esta zona el flujo de calor promedio es de 0.22 W/ m2, lo cual corresponde a un gradiente local de 117 C/km
(Suárez, 2000), que es casi cuatro veces mayor que el normal.
Actualmente la CFE tiene instalados en este campo 93 Mwe, distribuidos en una unidad de condensación de 50 MWe, ocho unidades a
contrapresión de 5 MW cada una y dos unidades de ciclo binario de 1.5 MWe cada una. Se espera que para el año 2002 entre en
operación la central Los Azufres II con una capacidad de 100 Mwe (Quijano-León y Gutiérrez Negrín, 2000).
Los Humeros
El campo geotérmico de Los Humeros se encuentra localizado en el extremo oriental del Cinturón Volcánico Mexicano,
aproximadamente a 200 km de la ciudad de México (Figura 9). En el año de 1968, la Comisión Federal de Electricidad (CFE) efectuó
los primeros estudios geológicos, geoquímicos y geofísicos. En el año de 1982 se perforó el primer pozo profundo con el objeto de
confirmar los resultados de los estudios. En 1990 se inició la explotación comercial del yacimiento con la instalación de la primera
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unidad de 5 MWe. A la fecha se han perforado más de 40 pozos y se cuenta con una capacidad instalada de 42 Mwe, en 7
unidades de 6 Mwe cada una (Quijano-León y Gutiérrez Negrín, 2000).
Otros recursos
La Gerencia de Proyectos Geotermoeléctricos de la CFE ha establecido la existencia de más de mil manifestaciones termales en la
República Mexicana (Figura 9), habiéndose llevado a cabo estudios de factibilidad en cuando menos 30 sitios. En algunos lugares ya
se han perforado pozos exploratorios. Entre los más recientes podemos mencionar a Las Tres Vírgenes B.C.S, Los Negritos Mich., y
Acoculco, Pue. En el campo de Las Tres Vírgenes se espera que en este año se instalen las dos primeras unidades de 5 MWe cada
una.
Capacidad instalada y generación
La potencia geotérmica instalada en México es de 855 MWe, que representa aproximadamente el 2.3 % de la capacidad instalada en el
país. La geotermia produce entre 5619 y 6728 GWh anuales que contribuyen con casi el 5 % de la generación eléctrica total, debido a
los altos factores de planta que se tienen.
México ocupa el tercer lugar mundial en potencia geotermoeléctrica instalada. En el año de 1992 se obtuvo el segundo lugar en energía
generada, gracias al esfuerzo hecho por los técnicos de la Comisión Federal de Electricidad por incrementar la disponibilidad de vapor
en las turbinas del campo Cerro Prieto. Actualmente se tiene el nivel más alto de eficiencia en el mundo. Estos hechos han sido motivo
de reconocimiento para la CFE en los foros internacionales.
En México, la generación de electricidad por medio de plantas geotermoeléctricas es una realidad y se estima que para el año 2005 se
contará con una capacidad instalada mínima de 1100 Mwe (Huttrer, 2000).
Usos directos
En la actualidad los usos directos de la energía geotérmica en México se limitan a la balneología. Aunque no existe información precisa
acerca de estos aprovechamientos, se estima una capacidad instalada de aproximadamente 164 MWt, distribuída en más de 160
sitios en 19 estados de la República (Quijano-León y Gutiérrez Negrín, 2000). Esta capacidad instalada es modesta en relación con el
tamaño de los recursos existentes y también en cuanto a la variedad de aplicaciones posibles.
Existen también algunos proyectos piloto, desarrollados por la CFE, que ilustran algunas posibles aplicaciones directas del calor
geotérmico en México. Las mismas fueron implementadas en los campos geotérmicos de Cerro Prieto, Los Azufres y Los Humeros.
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Estos proyectos incluyen: calefacción de oficinas, invernaderos para apoyar las labores de reforestación (Ortega-Varela, 1997), secado
de frutas y verduras (Casimiro-Espinosa, 1997), germinado de bulbos, producción acelerada de flores, criadero de hongos comestibles
(Salazar Loa, 1997) y secado de madera (Pastrana-Melchor, 1997).
Exportamos tecnología geotérmica
México no tiene dependencia tecnológica en la exploración, desarrollo y explotación de recursos geotérmicos. Se ha exportado y se
exporta tecnología geotérmica al extranjero. Los técnicos mexicanos han participado en estudios y proyectos en países como
Argentina, Bolivia, Colombia, Costa Rica, Ecuador, El Salvador, Estados Unidos, Guatemala, Haití, Jamaica, Nicaragua, Panamá,
Perú y República Dominicana (Arellano et al., 1997; Barragán et al., 1999; Iglesias, E. R., 1991; Mercado et al., 1981; Mercado et al.,
1982a; Nieva y Barragán, 1982; Nieva et al., 1986; etc.).
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