ESCUELA ESPECIALIZADA EN INGENIERIA ITCA FEPADE CENTRO REGIONAL SANTA ANA ESCUELA DE INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICA TECNICO EN INGENIERIA

ELECTRICA

ENERGAS RENOVABLES ENERGIA GEOTERMICA PRESENTADO POR: EDGAR JOSE ROJAS FIGUEROA XAVIER JOSE MENDOZA AVILES DANILO ENRIQUE MARTINEZ BAOS JOSE BERNARDO PEREZ

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Contenido INTRODUCCIN.......................................................................................................................... - 3 OBJETIVOS .................................................................................................................................. - 4 ESTRUCTURA DE LA TIERRA ................................................................................................. - 5 PLACAS TECTONICAS. ......................................................................................................... - 6 ......................................................................................................................................................... - 6 ENERGIA GEOTERMICA ........................................................................................................... - 7 Tipos de yacimientos geotrmicos segn la temperatura del agua ................................. - 8 Tipos de fuentes geotrmicas ................................................................................................ - 9 VENTAJAS E INCONVENIENTES.......................................................................................... - 10 APLICACIONES DE LA ENERGA GEOTRMICA.............................................................. - 11 Generacin de electricidad .......................................................... Error! Marcador no definido. Tipos de plantas elctricas ...................................................... Error! Marcador no definido. Esquema de una planta geotrmica ................................................................................ - 13 ENERGIA GEOTERMICA EN EL SALVADOR. .................................................................... - 14 PLANTA GEOTERMICA DE AHUACHAPN .................................................................... - 14 PLANTA GEOTERMICA DE BERLIN ................................................................................. - 15 CONCLUSION ............................................................................................................................ - 16 REFERENCIAS .......................................................................................................................... - 17 -

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INTRODUCCIN
Algunos combustibles fsiles que se utilizan para producir energa, como el petrleo y el carbn, no son elementos renovables, es decir que con forme avance el tiempo y estos son utilizados, su cantidad va disminuyendo a la vez que al ser utilizados, se transforman en otro tipo de elemento el cual por su naturaleza crean contaminacin. La energa geotrmica, es un recurso considerado como renovable, de manera que al ser utilizada puede reutilizarse por medio de ciclos repetitivos, es fcil de usar y al ser creada por un proceso natural se cree que es inagotable debido a que nuestro planeta guarda una enorme cantidad de energa en su interior. A medida que avanzamos al interior de la tierra, la temperatura es ms elevada que en la superficie, Un volcn o un giser es una buena muestra de ello. Se ha observado que la temperatura aumenta conforme a la profundidad en todo el planeta y a esto se le conoce como gradiente geotrmico.

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OBJETIVOS

Objetivo general. Crear un documento de investigacin sobre la energa geotrmica. Objetivos especficos. Investigar sobre los diferentes usos y aplicaciones de la energa geotrmica. Definir los diferentes tipos de fuentes geotrmicas Detallar las ventajas y desventajas de la generacin geotrmica.

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ESTRUCTURA DE LA TIERRA

La Tierra est constituida bsicamente por tres capas concntricas: el ncleo que es la ms interna tiene una composicin de hierro fundido a una temperatura superior de los 4.000 C; el manto que es la capa intermedia formada por silicatos de hierro y magnesio tiene un espesor de 2.900 km y su temperatura vara desde los 4.000 C en su contacto con el ncleo hasta los 800-1000 C de su superficie exterior que contacta con la corteza que es la capa ms superficial y visible por el hombre. Esta corteza tiene un espesor variable de 5 a 35 km y est formada por silicatos de aluminio y magnesio, variando su temperatura entre los 800-1000 C del contacto con el manto y los 15-20 C de la superficie que conocemos. El flujo medio de calor registrado en la corteza terrestre es del orden de 1,5 cal.cm-2.seg-1.

En determinados puntos de la Tierra el flujo de calor es ms elevado. Estas reas con flujo elevado coinciden siempre con zonas de existencia de fenmenos geolgicos singulares, como son una actividad ssmica elevada, la formacin de cordilleras en pocas geolgicas recientes y una actividad volcnica actual o muy reciente. Estos fenmenos geolgicos representan distintas formas de liberacin de la energa interna de la Tierra, cuya explicacin puede darse a la luz de la tectnica de placas que rige la estructura de la corteza de la Tierra y su relacin con el manto. El flujo de calor anmalo ocasionado en estas reas singulares da lugar a gradientes geotrmicos con valor de 15-30 C cada 100 metros, por lo que a profundidades de 1,5 a 2 km se pueden encontrar temperaturas de 200-300 C. Por el contrario, en las dems zonas de la superficie terrestre el flujo calorfico antes mencionado da lugar a gradientes

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geotrmicos con valor medio de 3 C cada 100 metros, por lo que a profundidades entre 2 y 3 km se encuentran temperaturas de 60-90 C.

PLACAS TECTONICAS. La litosfera, est dividida en siete grandes placas tectnicas: Pacifica, Africana, Euroasitica, Antrtica, Norteamericana, Sudamericana e Indoaustraliana; existiendo otras de menor tamao como Nazca, cocos, juan de funca, Caribe y Arabia.

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ENERGIA GEOTERMICA
La energa geotrmica es aquella que se obtiene del calor natural interno de la Tierra y que puede ser extrada y utilizada a partir del agua, gases y vapores calientes, (excluidos los hidrocarburos), o a travs de fluidos inyectados artificialmente para este fin. La fuente de calor que produce esta energa, se encuentra naturalmente al interior de la Tierra.

El calor proveniente del interior de la tierra se propaga hacia la corteza terrestre, donde existen amplias zonas tectnicamente estables con determinados gradientes geotrmicos, entendida como el sostenido aumento de la temperatura con la profundidad, con un promedio de 1 C por cada 33 metros de profundidad. En torno a las zonas volcnicas, debido a fenmenos geolgicos relacionados con la tectnica de placas, el flujo calrico alcanza valores muy superiores, esto es, gradientes geotrmicas superan los 20 a 30 C por cada 100m de profundidad.

En determinadas zonas, el calor acumulado en el interior de la tierra, puede alcanzar terrenos permeables de la corteza terrestre albergando gran contenido hdrico; ello crea ambientes muy favorables para producir transferencias calricas hacia la masa de agua, dando origen a reservorios naturales o yacimientos geotrmicos de vapor o agua caliente. Recurriendo a determinadas modalidades de diseo, construccin y operacin, es posible materializar eficientes aprovechamientos comerciales de este tipo de energa calrica. Un yacimiento geotrmico es, fundamentalmente, un sistema natural que permite la extraccin y aprovechamiento, para diverso destino, de un fluido a alta temperatura. Los elementos que controlan su desarrollo son: ENERGIA RENOVABLE Pgina - 7 -

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Presencia de una fuente de calor; existencia de formaciones geolgicas permeables en situacin de favorecer el desarrollo de reservorios; la existencia de una zona de efectiva recarga hdrica, va infiltracin de aguas metericas, pluviales, nivales o mixtas. Presencia de unidades o estructuras geolicas que acten de cubierta impermeable y cierren el sistema en situacin de cerrar el calor Tal y como se encuentra en la Tierra, el recurso geotrmico no es factible de ser utilizado directamente por el hombre. Para hacerlo, es necesario convertirlo en un tipo de energa utilizable, en funcin de las respectivas caractersticas termodinmicas del recurso. El primer paso en esta conversin, consiste en localizar el recurso en la corteza terrestre, generalmente ubicado a profundidades medias de 1 a 2 Km. El acceso del recurso a la superficie, (agua caliente o vapores), se materializa mediante sondeos o perforaciones, utilizando equipos especiales. Normalmente, la temperatura del reservorio est directamente relacionada con la profundidad del pozo. Desde el punto de vista de la energa interna del Planeta, la geotrmica de baja temperatura, o baja entalpa (T<100C.), adquiere, cuantitativamente, gran importancia. Esta singularidad se vincula al hecho que est presente en numerosos sectores, an aquellos exentos de actividad volcnica actual. Tipos de yacimientos geotrmicos segn la temperatura del agua

Energa geotrmica de alta temperatura. La energa geotrmica de alta temperatura existe en las zonas activas de la corteza. Esta temperatura est comprendida entre 150 y 400 C, se produce vapor en la superficie y mediante una turbina, genera electricidad. Se requieren varios condiciones para que se d la posibilidad de existencia de un campo geotrmico: una capa superior compuesta por una cobertura de rocas impermeables; un acufero, o depsito, de permeabilidad elevada, entre 0,3 y 2 km de profundidad; suelo fracturado que permite una circulacin de fluidos por conveccin, y por lo tanto la trasferencia de calor de la fuente a la superficie, y una fuente de calor magmtico, entre 3 y 15 km de profundidad, a 500-600 C. La explotacin de un campo de estas caractersticas se hace por medio de perforaciones segn tcnicas casi idnticas a las de la extraccin del petrleo. Energa geotrmica de temperaturas medias. La energa geotrmica de temperaturas medias es aquella en que los fluidos de los acuferos estn a temperaturas menos elevadas, normalmente entre 70 y 150 C. Por consiguiente, la conversin vapor-electricidad se realiza con un rendimiento menor, y debe explotarse por medio de un fluido voltil. Estas fuentes permiten explotar pequeas centrales elctricas, pero el mejor aprovechamiento puede hacerse mediante sistemas urbanos reparto de calor para su uso en calefaccin y en refrigeracin (mediante mquinas de absorcin)

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Energa geotrmica de baja temperatura. La energa geotrmica de temperaturas bajas es aprovechable en zonas ms amplias que las anteriores; por ejemplo, en todas las cuencas sedimentarias. Es debida al gradiente geotrmico. Los fluidos estn a temperaturas de 50 a 70 C. Energa geotrmica de muy baja temperatura. La energa geotrmica de muy baja temperatura se considera cuando los fluidos se calientan a temperaturas comprendidas entre 20 y 50 C. Esta energa se utiliza para necesidades domsticas, urbanas o agrcolas. Las fronteras entre los diferentes tipos de energas geotrmicas es arbitraria; si se trata de producir electricidad con un rendimiento aceptable la temperatura mnima est entre 120 y 180 C, pero las fuentes de temperatura ms baja son muy apropiadas para los sistemas de calefaccin urbana.

Tipos de fuentes geotrmicas Se obtiene energa geotrmica por extraccin del calor interno de la Tierra. En reas de aguas termales muy calientes a poca profundidad, se perfora por fracturas naturales de las rocas basales o dentro de rocas sedimentarios. El agua caliente o el vapor pueden fluir naturalmente, por bombeo o por impulsos de flujos de agua y de vapor (flashing). El mtodo a elegir depende del que en cada caso sea econmicamente rentable. Un ejemplo, en Inglaterra, fue el "Proyecto de Piedras Calientes HDR" (sigla en ingls: HDR, Hot Dry Rocks), abandonado despus de comprobar su inviabilidad econmica en 1989. Los programas HDR se estn desarrollando en Australia, Francia, Suiza, Alemania. Los recursos de magma (rocas fundidas) ofrecen energa geotrmica de altsima temperatura, pero con la tecnologa existente no se pueden aprovechar econmicamente esas fuentes. En la mayora de los casos la explotacin debe hacerse con dos pozos (o un nmero par de pozos), de modo que por uno se obtiene el agua caliente y por otro se vuelve a reinyectar en el acufero, tras haber enfriado el caudal obtenido. Las ventajas de este sistema son mltiples: Hay menos probabilidades de agotar el yacimiento trmico, puesto que el agua reinyectada contiene todava una importante cantidad de energa trmica. Tampoco se agota el agua del yacimiento, puesto que la cantidad total se mantiene. Las posibles sales o emisiones de gases disueltos en el agua no se manifiestan al circular en circuito cerrado por las conducciones, lo que evita contaminaciones.

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VENTAJAS E INCONVENIENTES
Ventajas -Es una fuente que evitara la dependencia energtica del exterior. -Los residuos que produce son mnimos y ocasionan menor impacto ambiental que los originados por el petrleo, carbn... Inconvenientes -En ciertos casos emisin de cido sulfhdrico que se detecta por su olor a huevo podrido, pero que en grandes cantidades no se percibe y es letal. -En ciertos casos, emisin de CO2, con aumento de efecto invernadero; es inferior al que se emitira para obtener la misma energa por combustin. -Contaminacin de aguas prximas con sustancias como arsnico, amonaco, etc. -Contaminacin trmica. -Deterioro del paisaje. -No se puede transportar (como energa primaria). -No est disponible ms que en determinados lugares. ENERGIA RENOVABLE Pgina - 10 -

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APLICACIONES DE LA ENERGA GEOTRMICA

Produccin elctrica a travs de la Hidrogeotermia

Los pozos perforados en un reservorio geotrmico producen agua caliente y vapor de agua desde una profundidad de hasta 3 km. La energa geotrmica se convierte en una planta de energa elctrica. El agua caliente y vapor son los portadores de la energa geotrmica.

Usos Directos:

Aplicaciones que utilizan el agua caliente, directamente, de los recursos geotrmicos Ejemplos: calentamiento de espacios, cultivos y secado de madera, preparacin de alimentos, cra de peces, procesos industriales, etc. Ejemplos histricos pertenecientes a los antiguos tiempos romanos, como son los baos y balnearios.

Bombas de Calor Geotrmicas:

Aprovechando las temperaturas relativamente constantes de la tierra como fuente y sumidero de calor para calefaccin, refrigeracin y agua caliente sanitaria. Uno de los sistemas ms eficientes de calefaccin y refrigeracin disponibles.

Roca Caliente Seca/Sistemas Geotrmicos Estimulados (EGS):

Extractos de calor mediante la creacin de un sistema de fracturas en el subsuelo al que se le aade agua, a travs de los pozos de inyeccin. El agua se calienta por contacto con la roca y se bombea de nuevo a la superficie a travs de los pozos de produccin. La energa adquirida se convierte en una planta de energa en energa elctrica al igual que en un sistema geotrmico hidrotermal. Si bien hay algunos proyectos que utilizan este tipo de tecnologa, no puede considerarse como probada (a escala industrial).

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GENERACION DE ENERGIA ELECTICA

Se produjo energa elctrica geotrmica por vez primera en Larderello, Italia, en 1904. Desde ese tiempo, el uso de la energa geotrmica para electricidad ha crecido mundialmente a cerca de 8.000 megawatt de los cuales EEUU genera 2.700 MW

Dependiendo de las caractersticas del recurso geotrmico, por ejemplo basado en las temperaturas de los recursos, la generacin de electricidad tiene lugar en cualquiera de las turbinas de vapor convencionales o plantas de ciclo binario Las turbinas de vapor convencionales requieren fluidos a temperaturas de al menos 150C y estn disponibles ya bien sea, mediante descarga atmosfrica (back-pressure) o bien con descarga de condensacin. Las turbinas con escape atmosfrico son ms simples y baratas. El vapor, procedente directamente desde los pozos de vapor seco o, despus de la separacin (de agua del vapor) procedente de los pozos hmedos, se pasa a travs de una turbina y es descargado a la atmsfera. Con este tipo de unidad, el consumo de vapor por kilovatio hora (kWh) producido en casi el doble que el de una unidad condensadora.

TIPOS DE PLANTAS ELCTRICAS Tres tipos se usan para generar potencia de la energa geotrmica:

-Vapor seco -Flash

-Binario. En las plantas a vapor seco se toma el vapor de las fracturas en el suelo y se pasa directamente por una turbina, para mover un generador. En las plantas flash se obtiene agua muy caliente, generalmente a ms de 200 C, y se separa la fase vapor en separadores vapor/agua, y se mueve una turbina con el vapor. En las plantas binarias, el agua caliente fluye a travs de intercambiadores de calor, haciendo hervir un fluido orgnico que luego hace girar la turbina. El vapor condensado y el fluido remanente geotrmico de los tres tipos de plantas se vuelve a inyectar en la roca caliente para hacer ms vapor.

El calor de la tierra es considerado como una energa sostenible. El calor de la Tierra es tan vasto que solo se puede extraer una fraccin, por lo que el futuro es relevante para las necesidades de energa mundial. ENERGIA RENOVABLE Pgina - 12 -

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Esquema de una planta geotrmica

1-Perforacin de extraccin de vapor 2-Inyeccin de agua fra hasta roca caliente 3-Perforacin de extraccin de vapor 4-Intercambiador de calor 5-Edificio de la turbina 6-Enfriamiento 7-Depsito de calor subterrneo, para exceso de temperatura 8-Medicin de perforacin 9-Conexin a red elctrica.

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ENERGIA GEOTERMICA EN EL SALVADOR.

El salvador se encuentra ubicado sobre un territorio altamente ssmico, por lo cual est sobre un territorio en el cual la energa geotrmica se puede utilizar para la generacin de energa elctrica. Actualmente, se cuenta con dos centrales geotrmicas las cuales estn ubicadas una en Ahuachapn y la otra en Berln.

PLANTA GEOTERMICA DE AHUACHAPN

En 1972 inici la construccin de la Central Geotrmica en los Ausoles de Ahuachapn, en la zona occidental del pas. Las operaciones de produccin se comenzaron en 1975. Para 1981 esta central es obligada a generar alrededor del 41% del consumo elctrico nacional, lo que provoc un impacto negativo en el recurso. En 1983 y 1994 se establece e implanta un programa de extraccin-generacin, que permiti mantener las caractersticas fsicas, termodinmicas y qumicas del reservorio dentro de los lmites recomendables para la produccin.

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La capacidad instalada en la Central Geotrmica de Ahuachapn es de 95 MW, y la generacin promedio es de 58 MW, la cual representa un 61 % del total instalado. Al final de los 80s se ejecut un estudio integral de ingeniera de reservorios para determinar nuevas zonas propicias para la extraccin y reinyeccin de los fluidos geotrmicos. Que permitieran alcanzar niveles de generacin cercanos a la capacidad instalada de la central. Como resultado de los trabajos anteriores entre 1993 y 1994 fue posible desarrollar el programa integral de estabilizacin del Campo Geotrmico de Ahuachapn, que a la fecha se encuentra en su etapa final. Con el desarrollo del proyecto Reinyeccin Total Ahuachapn se ha construido el sistema de reinyeccin en pozos perforados en Chipilapa (extensin del mismo campo ubicada a 6 km al Oeste del actual). En la actualidad la generacin promedio de la central es de 60 MW, la cual representa un 63 % del total instalado. Se proyecta que los campos geotrmicos del lugar asegurarn aproximadamente 25 aos adicionales de produccin.

PLANTA GEOTERMICA DE BERLIN Entre 1976 y 1981 se desarroll el proyecto denominado Desarrollo del proyecto geotrmico de la zona centro-oriente con financiamiento del Banco Mundial. A partir de los resultados CEL elabor el proyecto Bocapozo Berln I, el cual permiti la inauguracin en 1992 de una pequea central comercial conocida como Central El Tronador (unidad 1 del proyecto Bocapozo).

La capacidad instalada en la central geotrmica de Berln es de 66 MW, consta en la actualidad de dos unidades a condensacin de 28 MW cada una.

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CONCLUSION
Es importante saber que nuestro planeta cuenta con una gran cantidad de elementos con los cuales se pueden generar diferentes tipos de energa, ejemplo de eso es el petrleo, que es un elemento natural de la tierra que puede ser utilizado para generar energa elctrica, pero es un elemento que al ser utilizado, produce contaminacin afectando al planeta. Es de ah que proviene la necesidad de buscar formas de producir energa por medio de procedimientos que no produzcan contaminacin. La energa geotrmica, nos permite generar otro tipo de energa y en el proceso de transformacin, no produce contaminacin que nos ofrece la ventaja que es un recurso renovable inagotable en un determinado , por lo cual el recurso geotrmico es rentable en nuestro pas ya que tenemos dos generadoras geotrmicas que son; la geo de Ahuachapn y la geo de Berln.

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REFERENCIAS

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_geot%C3%A9rmica

http://www.gia-energias.com.ar/geotermica.htm

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