A S O C I A C I Ó N M E X I C A N A D E

G E Ó L O G O S P E T R O L E R O S

F U N C I O N A R I O S D E L C O M I T É E J E C U T I V O

c u y o e j e r c i c i o t e r m i n a e n D I C I E M B R E d e 1 9 6 1

I n g . F R A N C I S C O V I N I E G R A O Presidente

I n g . E R N E S T O L Ó P E Z R A M O S Vicepresidente

I n g . R I C A R D O A G O S T A Secretario-Tesorero

I n g . J A V I E R M E N E S E S D E G Y V E S Editor

I n g . E D U A R D O J . G U Z M A N Presidente en el Ejercicio Anterior

B O L E T Í N D E L A A S O C I A C I Ó N

E l B o l e t í n d e l a A s o c i a c i ó n M e x i c a n a d e G e ó l o g o s P e t r o l e r o s e s p u b l i c a d o b i m e s t r a l m e n t e p o r l a A s o c i a c i ó n .

E l p r e c i o d e s u b s c r i p c i ó n p a r a l o s n o s o c i o s e s d e S 1 5 0 . 0 0 M . N . a l a ñ o y

S 3 0 . 0 0 M . N . p o r n ú m e r o s u e l t o .

P a r a t o d o a s u n t o r e l a c i o n a d o c o n el B o l e t í n , m a n u s c r i t o s , a s u n t o s e d i t o r i a l e s ,

s i i b . s c r i p c i o n e s , d e s c u e n t o s e s p e c i a l e s a b i b l i o t e c a s p ú b l i c a s o d e U n i v e r s i d a d e s ,

p u l ) l i c a c ¡ o n e s , p r e c i o d e a n u n c i o s , e t c . , d i r í j a s e a :

I n g . J A V I E R M E N E S E S D E G Y V E S , E d i t o r

A p a r t a d o P o s t a l 1884

T a c u b a N o . 5

M É X I C O 1 , D . F .

X

DESARROLLO Y UTILIZACIÓN DEL VAPOR GEOTÉRMICO EN ITALIA Y POSIBILIDADES DE APROVECHAMIENTO

EN MÉXICO

H É C T O R ALONSO ESPINOSA * *

A N T E C E D E N T E S

Ante todo, es conveniente aclarar que los problemas que se presentan en la búsqueda y explotación del vapor endógeno tienen una cierta semejanza con aquellos que existen en la exploración y aprovechamiento del petróleo. Por tal razón se ha presentado este trabajo en la I Convención Nacional de Ingenieros y Técnicos en Exploración y Explotación de Petróleo.

Al presente el aprovechamiento de la Energía Geotérmica no se encuentra aún muy desarrollado. Los métodos de exploración, puede decirse, están en sus principios, basándose para la búsqueda inicial de los campos geotérmicos en las manifestaciones superficiales de energía. A este respecto podrían compararse con la investigación de los campos petroleros hace unos 100 años, cuando el apoyo para la búsqueda del petróleo estaba dado por las manifestaciones super­ficiales, como las chapopoteras. L a exploración del petróleo ha evolucionado grandemente y también la exploración de la Energía Geotérmica se ha desarro­llado, sólo que mucho más lentamente debido a que se ha dado primacía a la generación de Energía Eléctrica, especialmente aquella producida por los pro­cedimientos convencionales (hidráulicos y térmicos).

Apenas hace unos 70 años comenzó Italia a realizar las primeras investiga­ciones encaminadas a la búsqueda del vapor del subsuelo, con miras a la pro­ducción de electricidad. Después de vencer enormes dificultades, principalmente en exploración y perforación, se instalaron las primeras turbinas geotermoeléc-tricas en el año de 1905. A partir de esta fecha, la explotación ha seguido desarrollándose, llegando al presente en que una sexta parte de la energía eléc­trica total generada en Italia se produce por medio de vapor del subsuelo.

INTRODUCCIÓN

Al noroeste de Italia, en la provincia de la Toscana, se encuentra la pequeña área de Larderello, famosa por el aprovechamiento geotermoeléctrico del vapor.

irabajo enviado a la I Convención Nacional de Ingenieros y Técnicos en Explora­ción de Petróleo, México, D. F., Noviembre 26-30, 1961. Ingeniero Geólogo, Comisión Federal de Electricidad, México.

347

HÉCTOR ALONSO ESPINOSA

Es esta zona la principal en que al presente se realiza una utilización práctica e industrial de la energía endógena del subsuelo.

El área en que se obtiene el vapor está constituida por pequeñas localidades cuya altura sobre el nivel del mar varía desde los 200 hasta los 515 metros, siendo: Larderello, Castelnuovo, Sasso Pisano Monterotondo, Lago , Lustignano, Serrazzano y Monte Amiata y cubriendo una zona aijroximada de 300 Km^ en que abundan las manifestaciones naturales en forma de fumarolas que brotan del terreno más o menos violentamente o de manantiales de aguas hirvientes, indicios que sirvieron, en un principio, para encaminar las exploraciones a ellas.

Las rocas que cubren estas áreas vaporíferas son principalmente de origen sedimentario y corresponden a edades que van del Paleozoico al Cenozoico, estando divididas en tres grupos conocidos como serie autóctona, ^ serie alóc­tona - y serie neo-autóctona. ^ L a primera serie es la que constituye el basamento

1 ^ 1

OUIOOCCMO CRCTACIC-O .J'JRASICO «ICO

FifT. 1 . S e r r i ó n K s q u e m á t i c a d e l a Z o n a G e o t é r m i c a d e L a r d e r e l l o , I t a l i a , m o s t r a n d o l a s e s t r u c t u r a s y el t i p o d e r o c a s , a s í c o m o l a u b i c a c i ó n d e l o s p o z o s d e e x p l o t a c i ó n .

y está compuesto por esquistos y cuarcitas correspondientes al Pérmico y calizas y anhidritas del Rético. L a serie alóctona está constituida por rocas calcáreas de redeposición, mezcladas con arcillas de edad Eocénica. Por último, la serie neo-autóctona está formada principalmente por conglomerados, areniscas y emi­siones volcánicas de edad Miocénica.

Todas estas áreas sufrieron movimientos tectónicos de gran importancia re­presentados por bloques fracturados y desplazados por ima serie de fallas orien­tadas aproximadamente de noreste a suroeste. Estas fracturas desempeñan la función de conducir el vapor hacia la superficie y hacia los terrenos fracturados donde se acumula en "trampas" formadas por el material alóctono, que posi­blemente actúa como impermeabilizante y por la serie autóctona, que trabaja romo zona almacenadora.

En realidad, no se conoce exactamente cómo se encuentra almacenado el

1 A u t ó c t o n a : t e r r e n o s f o r m a d o s " in s i t u " . 2 A l ó c t o n a : t e r r e n o s d e a c a r r e o .

N e o - a u t ó c t o n a : t e r r e n o s d e p o s i t a d o s s o b r e l o s a u t ó c t o n o s .

348 B O L E T Í N DE L.^ ASOCIACIÓN

VAPOR GEOTÉRMICO EN MÉXICO

vapor, pero de las experiencias obtenidas en varios años de trabajos se supone que conforme asciende se va acumulando en aquellas rocas fracturadas y poro­sas, cubiertas por un material con características más o menos de impermea­bilidad, como serían en el caso de Larderello las arcillas pertenecientes a la serie alóctona, que no permiten el escape de dicho vapor.

De la observación de estas arcillas se ha visto que en todas aquellas zonas en que se encuentran presentes no hay casi manifestaciones superficiales de energía endógena, pero al efectuar perforaciones exploratorias se ha hallado vapor y al contrario, cuando los trabajos se han realizado en áreas con mani­festaciones del tipo fumarólico y de manantiales calientes en abundancia, es decir, donde no existía el mencionado material impermeabilizante, los resultados obtenidos no han sido satisfactorios. Esto parece confirmar la necesidad de exis­tencia de "trampas" que permitan la acumulación del vapor y que dichas "trampas" deben reunir, además, ciertas condiciones especiales. Una de las principales es que en las rocas almacenadoras no exista un flujo rápido de agua, pues en contacto con el vapor que asciende hacia la superficie puede hacerle perder temperatura y presión.

L a s zonas geotérmicas de Larderello, como se mencionó en párrafos ante­riores, tienen una altura sobre el nivel del mar que varía de 200 a 550 metros, encontrándose el horizonte productor de vapor a una profundidad aproximada de 370 metros o sea, que el flujo de agua subterránea que pueda existir es prác­ticamente nulo y por lo tanto, el vapor obtenido al no hacer contacto directo con el agua, sale a la superficie seco y con alta temperatura.

En el caso de Pathé, Hidalgo, en México, las perforaciones se han realizado a una altura de 1,550 metros sobre el nivel del mar aproximadamente, encon­trando el horizonte productor a una profundidad promedio de 300 metros o sea, que existe un espesor de rocas de 1,200 metros por las cuales fluye el agua hacia el mar, probablemente con gran rapidez y volumen, obteniéndose en la pro­ducción gran cantidad de agua junto con el vapor.

Para obtener resultados satisfactorios en °sta zona geotérmica de Pathé se supone que tendrían que continuarse las perforaciones a una profundidad de 1,200 a 1,500 metros, donde la velocidad de flujo del agua sería casi mínima y además, habría que entubarse dichos pozos en toda su longitud para evitar contactos directos del vapor con dicho líquido en las partes superiores.

En Mexicali, B a j a California, otra de las zonas geotérmicas de la República Mexicana que al presente está en estudio, la situación es diferente y mucho más favorable, ya que la altura donde se han comenzado las perforaciones varía de 10 a 15 metros sobre el nivel del mar y el vapor se ha encontrado a una pro­fundidad aproximada de 350 a 500 metros, siendo probable que el flujo sub­terráneo sea casi nulo. S i , además, el pozo va entubado en su totalidad hasta el horizonte productor, los resultados deberán ser favorables.

L a zona de Mexicali reúne características geológicas convenientes para el almacenamiento del vapor, pues el terreno forma una trampa natural del tipo clásico, dada en este caso por los acarreos y arcillas del delta del Río Colorado que funcionan como material impermeabilizante y por una roca ígnea, proba­blemente intrusiva, sumamente fracturada y alterada que puede trabajar como zona almacenadora.

MEXICANA DE G E Ó L O G O S P E T R O L E R O S 349'

HÉCTOR ALONSO ESPINOSA

En general, se puede decir que una trampa de vapor debe estar constituida por los siguientes puntos:

1. U n a f o r m a c i ó n lo s u f i c i e n t e m e n t e p e r m e a b l e c o m o p a r a p e r m i t i r e l a l m a ­c e n a m i e n t o d e l v a p o r ;

2 . S u p e r y a c e n l e a e s t a f o r m a c i ó n e s n e c e s a r i a l a p r e s e n c i a d e u n m a t e r i a l t a l q u e s e a lo s u f i c i e n t e m e n t e i m p e r m e a b l e p a r a i m p e d i r e l e s c a p e d e l g a s a l m a c e n a d o en l a f o r m a c i ó n p e r m e a b l e ;

3 . E s i n d i s p e n s a b l e l a e x i s t e n c i a d e c o n d u c t o s t a l e s , c o m o f a l l a s y f r a c t u r a s q u e p e r m i t a n el d e s p l a z a m i e n t o d e l f l u i d o a l a s z o n a s d e a l m a c e n a m i e n t o ;

4 . A u s e n c i a d e i n f i l t r a c i ó n e n e l h o r i z o n t e a l m a c e n a d o r , y a q u e d e o t r a f o r m a p e r d e r á p r e s i ó n y t e m p e r a t u r a ol vajior a l m a c e n a d o .

S I S T E M A S D E E X P L O R A C I Ó N

La geotérmica ha tenido sus comienzos, al tratar de buscar yacimientos de vapor en el subsuelo, de tomar como guía las manifestaciones de energía en la superficie como manantiales termales, geyseres, volcanes de lodo, etc. Pronto se ha llegado a la conclusión de que una manifestación superficial de este tipo puede ser indicio de la existencia de vapor, más no indicar que dicho sitio sea el mejor para perforar.

En general, puede decirse que el criterio a seguir para la exploración de los campos geotérmicos es comenzar por delimitar dicha zona geotérmica. Poste­riormente se procederá a efectuar un mapeo geológico general y de detalle en las zonas geotérmicas. Es, además, sumamente conveniente contar con las foto­grafías aéreas de la región en estudio, con objeto de elaborar un plano fotogeo-ógico, el cual se comprobará con el trabajo de campo. Desarrollar un estudio

estratigráfico y tectónico será de gran importancia, pues permitirá el conoci­miento de la trampa de vapor si es que existe y su probable delimitación.

Siendo ya conocida geológicamente la zona, se procederá a investigar sus características térmicas, lo cual puede llevarse a cabo realizando una serie de perforaciones de pequeño diámetro y poca profundidad (5 a 10 metros) for­mando con ellas una retícula y por medio de medidas termométricas, efectuar curvas isotermas individualizando las zonas anómalas. Estas mismas perfora­ciones servirán posteriormente, cuando el campo esté ya en producción, como un control de su comportamiento térmico.

A continuación se procederá a realizar una perforación exploratoria, con la que se podrá tener un conocimiento más aproximado de la estratigrafía de la zona y de las condiciones térmicas a profundidad. En esta perforación es conveniente correr registros de temperatura y eléctricos que ayudarán a conocer las zonas de fracturamiento, su profundidad y las fracturas que contengan fh'ii-dos y su tipo (vapor, agua salada, agua dulce, etc.) . Los datos de resistividad o conductividad que se obtengan en este pozo serán de vital importancia en el desarrollo de los estudios geoeléctricos que se hagan posteriormente para cono­cer las formaciones cuya resistividad o conductividad anómala sea producida por la alta temperatura.

Después se pasará a efectuar una prospección geofísica, siendo recomen­dable, como producto de la experiencia obtenida en varias zonas geotérmicas, utilizar los métodos eléctricos.

Se debe recordar que las condiciones de almacenamiento del vapor van a ser -dadas por una "trampa", la cual debe estar constituida por una cubierta

3 5 0 B O L E T Í N DE LA ASOCIACIÓN

ü o J á

Bill,. Asdc. M K M C A N A

( k ü L s . P K T H U L S .

Vnl. XIII._ Núms. 11-11

Lám. 11

Vista (le la ¡llanta íientcrmncléctrica ili' Patín'. Iliilalt;n. México,

VAPOR GEOTÉRMICO EN MÉXICO

impermeable que no permita la difusión del calor del estrato almacenador. Esta cubierta será, por lo general, arcillosa o margosa y por lo tanto, eléctricamente conductora con respecto a la zona de almacenamiento que podrá estar constituida por areniscas, calizas, esquistos o roca ígnea fracturada. Dcl)e también recror-darse, como punto de suma importancia en una prospección geoeléctrica, que la resistividad de una formación está estrechamente ligada a su temperatura y por lo tanto, con dicha prospección y formando una carta de resistividades hasta las profundidades correspondientes se podrá determinar si existen zonas calien­tes en la base de la formación impermeable. También podrán conocerse entre las fracturas existentes en el terreno cuáles contienen fluidos.

Los criterios anteriormente mencionados se han aplicado para casi todos los pozos que se han perforado en la zona de Larderello, Italia, con resultados casi siempre satisfactorios.

P E R F O R A C I Ó N

Para el caso de la perforación en búsqueda de vapor geotérmico se presentan problemas particularmente difíciles, ya que se trata de captar un fluido a alta temperatura, circulante en fracturas profundas.

En 1856 se comenzaron a perforar en Italia, para incrementar la producción de ácido bórico, pozos de 10 a 25 centímetros de diámetro, con una profim-didad máxima de 25 metros. L a perforación en búsqueda de vapor siguió evolucionando hasta que en 1924 usaron la primera máquina rotaría, haciendo un pozo de 600 metros de profundidad y diámetro de 43 centímetros, obtenien­do un gasto de 20,000 a 30,000 K g / h o r a de vapor. En 1931, con una sonda del tipo pennsylvánico a 267 metros de profundidad se obtuvo uno de los primeros grandes pozos de Larderello, con un gasto de 220,000 K g / h o r a de vapor o sea, capaz este sólo pozo de hacer trabajar una planta con capacidad instalada d;-20,000 Kw.

En los años sucesivos se siguió perforando hasta llegar al presente en que aquella sociedad cuenta con cerca de 30 pozos perforados. Las dificultades en las perforaciones de la zona de Larderello han sido enormes y debidas a tres causas principalmente:

1. L o s g r a n d e s d i á m e t r o s q u e s e d e b e n u s a r a l c o m e n z a r l a s p e r f o r a c i o n e s ( 3 0 " ) , c o n o b j e t o d e o b t e n e r g r a n d e s g a s t o s d e v a p o r ;

2 . L a s a l t a s t e m p e r a t u r a s y 3 . L a s f a l l a s y f r a c t u r a s .

Ai'm antes de llegar a las profundidades en que se encuentra el vapor, los lodos llegan a tener temperaturas hasta de 9.5°C. Como se sabe, esto tiene un efecto perjudicial sobre las soluciones coloidales, particularmente con respecto a su viscosidad, la cual disminuye al aumentar la temperatura, con lo que la mezcla de lodos penetra en los estratos y forma una película, la cual se va engrosando al perder agua estos lodos llegando en ocasiones a reducir el diámetro del agujero. Para evitarlo, en lo posible, conviene reducir al mínimo la cantidad de agua libre y contener dentro de los límites justos el poder filtrante y la capacidad de los lodos de circulación de sostener las paredes del pozo. Además, cuando por alguna causa se para la circulación, se forman tapones durísimos que bloquean las barrenas dando lugar a largos y costosos

MEXICANA DE G E Ó E O G O S P E T R O L E R O S 351

HÉCTOR ALONSO ESPINOSA

352 B O L E T Í N DE LA ASOCLACIÓN

trabajos ele recuperación. Añádese a esto que el agua en ebullición dentro del pozo provoca con facilidad el derrumbe de las paredes, aprisionando en oca­siones el material de trabajo.

Otra de las dificultades que se tienen durante este tipo de perforaciones son las fracturas. Como se sabe, el vapor proviene de estratos profundos, as­cendiendo a través de fracturas o fallas por las cuales los lodos pueden perderse impidiendo proseguir la perforación. C u a n d o esto sucede, quedan dos solu­ciones: proseguir la perforación sin circulación o restablecer la circulación. La p r i m e r a no es una solución factible y la segunda se puede realizar con la introducción de una tubería de ademe hasta el fondo para excluir la fractura encontrada o taponar esta fractura con mezclas especiales; por lo general es más conveniente, si es posible, taponar la fractura. P a r a este objeto ha dado buenos resultados la inyección de mezclas de cemento, agua y bentonita de densidad adecuada, a poca presión, con objeto de taponar la fractura en un tramo limitado. En fracturas productoras es más conveniente ademar y pro­seguir la perforación a mayor profundidad, haciendo producir la froctura ademada por el espacio anular.

Al presente se sigue el criterio de entubar casi totalmente cada sondeo, dependiendo del material perforado y del flujo de agua subterránea, obtenién­dose con ello las siguientes ventajas:

1. E v i t a r l o s d e r r u m b e s q u e p r o d u c e e n l a s p a r e d e s d e l p o z o el a g u a e n e b u l l i c i ó n , e l i m i n a n d o a l a v e z e l p o s i b l e c s t r a n g u l a m i e n t o d e d i c h o s o n ­d e o y l a p é r d i d a d e l m a t e r i a l d e t r a b a j o ;

2 . A n u l a r t o d o c o n t a c t o d e l v a p o r c o n c u a l q u i e r c l a s e d e a ^ u a s s u b t e r r á n e a s q u e p u d i e r a n e x i s t i r , i m p i d i e n d o c o n d e n s a c i ó n d e n t r o d e l p o z o y p o r lo t a n t o , e v i t a n d o p é r d i d a s d e e n e r g í a y d e p ó s i t o d e i n c r u s t a c i o n e s y

3 . C o n o b j e t o d e c o n o c e r e l c o m p o r t a m i e n t o d e l p o z o y m e d i r el g a s t o o b t e ­n i d o c o n e x a c t i t u d , e s n e c e s a r i o o b t e n e r l a p r e s i ó n a v á l v u l a c e r r a d a , l o q u e s ó l o s e p u e d e r e a l i z a r t e n i e n d o el p o z o e n t u b a d o , p u e s a l a b r i r y c e r r a r d i c h a v á l v u l a s e m o t i v a n c a m b i o s b r u s c o s e n l a p r e s i ó n q u e p u e d e n o c a ­s i o n a r el d e r r u m b e d e l a s p a r e d e s d e l p o z o c o n l a c o n s i g u i e n t e p é r d i d a .

A P R O V E C H A M I E N T O QUÍMICO D E L V A P O R

Los fluidos endógenos además de servir para la generación de energía eléc­trica, son también utilizados para la fabricación de productos químicos de primer orden en la industria. L a Sociedad Larderello a través de una larga y progresiva evolución, lia llegado a obtener los siguientes productos de la con­densación del vapor después de haber generado energía eléctrica:

Acido Bórico (H^BOg), obtenido directamente del vapor por condensación o de las aguas bóricas del subsuelo. En el primer caso, que representa el vo­lumen mayor, se extraen apenas 3 décimas de gramo por cada kilo de vapor y sólo debido al gran volumen que aportan todos los pozos juntos se aprovecha industrialmente. En el segundo caso se trata de aguas que en el subsuelo tienen probablemente contacto con el vapor o atraviesan estratos en que el fluido en­dógeno ha depositado el ácido bórico, el cual disuelven y transportan a la su­perficie. El contenido en ácido bórico de estas aguas varía de 2 a 5 gr. por litro. Posteriormente, las aguas conteniendo ácido bórico se calientan hasta evaporar el agua misma y por último, se concentra y refina dicho ácido.

VAPOR GEOTÉRMICO EN MÉXICO

MEXICANA DE G E Ó L O G O S P E T R O L E R O S 353

Otros productos también muy importantes que obtiene aquella sociedad son: borato de sodio o bórax, bicarbonato amónico, borato de calcio usado en la industria de la cerámica, ácido fluobórico usado como catalizador, azoturo de boro, fluoborato de potasio, azufre, tricloruro de boro y carburo de boro, un producto de fabricación reciente que presenta un interés particular dada su elevada dureza, la cual es ligeramente menor que la del diamante. Tiene, ade­más, una gran aplicación en el empleo de reactores nucleares debido a su gran contenido de boro que le permite servir para la fabricación de barras de control, teniendo la propiedad de absorber los neutrones emitiendo partículas alfa y débilísimas radiaciones gamma.

En estos últimos años la química del boro ha tenido un notable adelanto y muchos son los estudios que se hacen sobre nuevos derivados útiles a la indus­tria. Al presente se obtienen en total 26 productos derivados del boro, todos de gran utilidad práctica.

S I S T E M A S D E UTILIZACIÓN

El aprovechamiento del fluido endógeno puede realizarse según tres proce­dimientos diversos:

1. E l v a p o r e n t u b a d o l l e g a d i r e c t a m e n t e d e l p o z o a l a t u r b i n a y d e s p u é s s e d e s c a r g a e n l a a t m ó s f e r a ;

2 . E l v a p o r v i e n e s i e n d o r e c i b i d o e n c a m b i a d o r e s d e c a l o r a s e r p e n t i n a d o n d e en­f r i á n d o s e g e n e r a v a p o r p u r o , y

3 . E l v a p o r n a t u r a l e n t r a d i r e c t a m e n t e a u n c o l e c t o r , d e d o n d e s e d i s t r i b u y e p o r m e d i o d e t u b e r í a s i n d e p e n d i e n t e s a l a s t u r b i n a s q u e e s t á n e q u i p a d a s c o n c o n d e n s a d o r e s . L o s g a s e s i n c o n d e n s a b l e s s o n e n v i a d o s p o r m e d i o d e u n c o m p r e s o r a l a a t m ó s f e r a . E l g a s q u e s e c o n d e n s a c o m i e n z a u n c i c l o d e c i r c u l a c i ó n , y a e n e s t a d o l í q u i d o , a p r o v e c h á n d o s e p a r a e n f r i a m i e n t o d e l a s t u r b i n a s , c o n d e n s a c i ó n p o r e n f r i a m i e n t o d e m á s v a p o r y p o s t e r i o r u t i l i ­z a c i ó n e n l a s p l a n t a s d e p r o d u c t o s q u í m i c o s .

Las turbinas van unidas a generadores (alternadores), de las cuales se recoge la energía eléctrica que debidamente elevada de tensión por medio de transformadores, es enviada a los lugares de consumo.

En la zona geotérmica de Pathé, Hidalgo, se ha adoptado experimcntalmente el primer sistema por ser el más sencillo en cuanto a su instalación y el de menor costo, pero teniendo la desventaja de consumir aproximadamente 35 K g / h o r a de vapor para producir un K w / h o r a .

El tercer procedimiento es el más práctico ya que utiliza sólo de 7 a 10 K g / h o r a de vapor en la producción de 1 Kw/hora , además de aprovechar el agua de condensación para enfriamiento de las turbinas. Este liltimo sistema es recomendable y conveniente para todas aquellas áreas en que se padece carestía de agua, como es el caso en nuestro país en Mexicali, Baja California.

Existirán otras zonas en las cuales será más conveniente aplicar dos proce­dimientos juntos, por ejemplo, Pathé, donde probablemente convendría más tomando en consideración la característica del vapor de presentarse con agua, utilizar el segundo procedimiento en cuanto a cambiadores de calor a serpen­tina se refiere y posteriormente el tercer sistema para generación de energía y eliminación de los gases incondensables.

HÉCTOR ALONSO ESPINOSA

I N S T A L A C I O N E S G E O T E R M O E L E C T R I C A S

Actualmente están en función en la zona de Larderello 8 centrales con una capacidad total instalada cercana a 400,000 K A V . y una producción anual de 2,700 millones de Kw/hora. Estas centrales utilizan un total de 3.5 millones de K g / h o r a de vapor. Los costos de instalación son bastante reducidos, pues de la experiencia obtenida se sabe que para la producción de un K w / h o r a se necesitan, con la nueva técnica de perforación y sistemas de aprovechamiento, de 7 a 10 K g / h o r a de vapor, teniendo un costo medio de $ 0.005 el K g / h o r a o sea un promedio de $ 0.035 a $ 0.045 pesos mexicanos el Kw/hora . Si a esto añadimos el aprovechamiento de los subproductos obtenidos del vapor, después de la generación de energía, el costo se reduce aún más.

P O S I B I L I D A D E S D E A P R O V E C H A M I E N T O E N M É X I C O

En el año de 1955 se estableció en México la Comisión de Energía Geotér­mica, que tiene por objeto la investigación y aprovechamiento de los recursos geotérmicos en la República Mexicana, iniciando los estudios y perforaciones en la zona de Pathé, Estado de Hidalgo y obteniendo los primeros resultados favorables en el año de 1956, al brotar vapor del pozo No. 1.

Posteriormente, además de esta área, se principió a perforar en Ixtlán de los Hervores, en el Estado de ]\Iichoacán y últimamente se han comenzado las investigaciones en Mexicali, Baja California.

En las tres zonas, hasta ahora en proceso de estudio y perforación, se ha obtenido vapor, siendo la más avanzada la de Pathé donde se ha instalado una pequeña planta piloto, la que está generando energía eléctrica desde Noviembre de 1959.

Las zonas de Pathé e Ixtlán de los Hervores se encuentran localizadas en el centro del país, dentro de la Cordillera Neo-Volcánica, coincidiendo el rumbo de sus fracturas con la orientación de sus volcanes y de ¡a prolongación de la gran fractura Clarión, que penetra de oeste a este en la República Mexicana. Están formadas por rocas ígneas extrusivas cuya edad varía del Mioceno al Re­ciente y atravesadas por una serie de fallas y fracturas de dirección predomi­nante noreste-suroeste, que probablemente aprovecha el vapor para llegar al estrato almacenador y a la superficie.

En la zona de Pathé se han ¡Derforado en total 13 pozos, 8 para producción de diámetro grande (28" en su iniciación) y 5 con barrena de diamante. De ellos se ha obtenido vapor en 3 hasta el momento, siendo uno de ellos el que se ha aprovechado para conectarlo a la turbina experimental instalada. En estos pozos se han tenido gastos bajos de producción y temperaturas no mayores de 150°C.

En Ixtlán de los Hervores, en Michoacán, se han perforado únicamente 2 pozos. En ambos ha brotado vapor con agua.

El área de Mexicali se encuentra situada en el delta del Río Colorado, en el Estado de Baja California y está formada por material de aluvión e intrusivos principalmente graníticos. Se supone que esta zona se encuentra dentro del área del sistema de fallas San Andrés-Chápala y se caracteriza por una morfología

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VAPOR GEOTÉRMICO EN MÉXICO

MEXICANA DE G E Ó L O G O S P E T R O L E R O S 355

casi plana, en que sobresalen las sierras formadas por los intrusivos graníticos antes mencionados. L a cruzan una serie de fallas y fracturas con dirección pre­dominante noroeste-sureste y otro sistema secundario que sigue un rumbo casi perpendicular al anterior. Se han perforado en el área 2 pozos con profundi­dades de 5 0 0 a 7 0 0 metros, habiéndose obtenido vapor en uno de ellos.

Esta zona de Mexicali reúne las características geológicas más favorables para el almacenamiento del vapor endógeno en el subsuelo, ya que está cons­tituido en su superficie por un material impermeable (que no permite el escape del vapor) dado por los carrees y arcillas del delta del Colorado y un posible rnaterial donde se almacene este vapor, que podría estar formado por el intru­sivo fracturado, que posiblemente está aflorando en las Sierras de los Cucapás, del Mayor y de las Pintas. Además, por encontrarse en una zona en la cual no existen otras fuentes aprovechables de energía, así como al final de la futura línea de transmisión que construye la Comisión Federal de Electricidad Rosarito-Mexicali-Ruiz Cortines será de gran ayuda para satisfacer las demandas que el crecimiento industrial de esta zona pueda presentar y que no pudieran ser cubier­tas completamente por la futura planta termoeléctrica de Tijuana.

Estas áreas que se acaban de mencionar son las que al presente se encuen­tran en exploración y perforación. En cuanto al país, en general existen indicios de energía geotérmica a lo largo de la zona montañosa conocida como Cordillera Neo-Volcánica, en la Sierra Madre de Chiapas, en la Sierra Madre Occidental V en la Península de B a j a California, es decir, prácticamente en casi toda la República Mexicana.

Se debe recordar que en Larderello, Italia, existe una sola zona geotérmica en la que hay una capacidad instalada cercana a los 4 0 0 , 0 0 0 Kw, con una pro­ducción anual de 2 , 7 0 0 millones de Kw/hora , aproximadamente.

Por lo tanto, si se efectúa una evaluación de todas las áreas en el país en que probablemente se pueda explotar y aprovechar la energía endógena del subsuelo, se puede esperar para el futuro un gran desarrollo de potencial eléctrico que ayudará grandemente a satisfacer el problema de la demanda creciente de energía eléctrica en nuestra nación.

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