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REPORTEDEVISITANUMEROUNO/B.
INFORME MUESTREO DEL SISTEMA
HIDROTERMALFUMAROLAAGUAAGRIA/SANVICENTE.Docente:Msc.JosSalvadorHandal.Estudiantes:
JosAnbalErazo. SaraOrellana
Asignatura:EnergaGeotrmica.MaestraenMedioAmbienteYRecursosRenovablesUniversidaddeElSalvador.
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INDICE: 1 Introduccin . 3 2 Objetivos de la visita 4
3 Localizacin de los puntos de estudio en el yacimiento
hidrotermal de Agua Agria.
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4 Marco terico. 7 4.1 Exploracin superficial 9
4.1.1 Tcnicas geolgicas 10
4.1.2 Tcnicas geoqumicas 11
4.1.2 Tcnicas geofsicas 13
4.2 Perforacin de pozos
exploratorios 17
5 Descripcin de la mineraloga
del rea en estudio. 19
6 Recopilacin de informacin 14
7 Conclusiones 29
8 Bibliografa 29
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1. Introduccin.
Geotermia es una palabra de origen griego, que deriva de geos
que quiere
decir tierra, y de thermos que significa calor: el calor de la
Tierra. Se emplea
indistintamente para designar tanto a la ciencia que estudia los
fenmenos
trmicos internos del planeta como al conjunto de procesos
industriales que
intentan explotar ese calor para producir energa elctrica y/o
calor til al ser
humano.
La corteza terrestre no es lisa, est dividida en ocho grandes
placas y ms de
20 placas ms pequeas que se mueven y empujan unas a otras
lentamente,
alrededor de unos 5 a 10 centmetros al ao. Cuando las placas se
juntan, una
puede deslizarse una sobre la otra, permitiendo la generacin de
magma que,
en ocasiones, puede llegar a la superficie generando volcanes.
En muchos
casos, el magma no sale al exterior, pero es capaz de calentar
grandes zonas
subterrneas.
Esta fuente de calor (magma), es uno de los principales
elementos de un
sistema geotermal, pero hacen falta dos ms para generar un
reservorio: un
acufero y un sello. El acufero es una formacin rocosa permeable,
es decir,
que permite que el agua u otros fluidos las traspasen. Y el
sello, es otra capa
de rocas, pero impermeable.
La importancia de los reservorios radica en poder usar la energa
calrica ya
sea de forma directa, para calefaccin de hogares (en zonas de
clima fro),
temperar invernaderos y criaderos de peces, deshidratar
vegetales, secar
madera, entre otras aplicaciones. Adems esta energa tambin puede
usarse
de forma indirecta, para producir electricidad. Generalmente, la
fuerza que
genera el vapor se aprovecha para impulsar una turbina capaz de
mover un
generador elctrico.
Nuestro pas esta ubicado en una zona de muchos volcanes,
pertenecientes al
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cinturn de fuego del pacfico y es por ello que la explotacin de
los recursos
geotrmicos es factible.
En la visita realizada a la zona geotermal de Agua Agria ubicada
en el
departamento se San Vicente, se realizaron diversas actividades
entre las que
podemos mencionar:
Caracterizacin y describiremos una estructura hidrotermal
Condiciones geogrficas, se explicara la posible composicin
mineralgica.
Determinara el gradiente de temperatura, flujo de calor de la
zona en
estudio, entre otros.
2. Objetivos de la visita:
Caracterizar los tipos de minerales y rocas que se puedan
percibir a
simple en la manifestacin hidrotermal de Agua Agria ubicada en
las
cercanas de volcn de San Vicente para que de manera general
se
pueda describir la estratigrafa del terreno as como otras
caractersticas
que puedan ser de mucha utilidad para una estudio geofsico.
Determinar el gradiente trmico del terreno por medio de
mediciones de
temperaturas a diferentes profundidades y obtener el flujo de
calor del
sistema hidrotermal.
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3. Localizacin de los puntos analizados en el yacimiento
hidrotermal
de Agua Agria.
#PUNTO COORDENADAS
N E Z
159 133724.3 0885103.2 810 MSNM RioAgrio,SanEmigdio160 133723.5
0885104.9 817 MSNM RioAgrio,SanEmigdio161 133722.3 0885103.5 828
MSNM RioAgrio,SanEmigdio162 133723.5 0885104.1 830 MSNM
RioAgrio,SanEmigdio
Figura No.1: Zona de estudio (Agua Agra / San Vicente).
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Figura No.2: Volcn de San Vicente.
Figura No.3: Fumarola en estudio (Zona de Agua Agra / Volcn de
San Vicente).
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Figura No.4: Zona geotrmica en estudio (Zona de Agua Agra /
Volcn de San
Vicente).
4. Marco Terico:
El propsito principal de la exploracin de una zona geotrmica es
definir su
tamao, forma, estructura y determinar sus caractersticas de la
zona en
estudio o del reservorio, entre estas caractersticas podemos
mencionar: el
tipo de fluido, su temperatura, composicin qumica y su capacidad
de producir
energa, entre otros.
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Estas caractersticas pueden ser determinadas en dos formas: por
exploracin
superficial y con perforaciones exploratorias. Puesto que es
mucho ms barato
hacer exploracin superficial que perforar pozos, se acostumbra
realizar un
extenso programa de exploracin superficial antes de comenzar a
realizar
perforaciones.
La exploracin de un campo se puede dividir en dos etapas:
1. Reconocimiento.
2. Evaluacin.
An durante la etapa de explotacin, se emplean algunos mtodos
de
exploracin con el objeto de llevar a cabo un monitoreo del
campo. La
planeacin de cada una de las etapas en cuanto a su desarrollo y
los mtodos
a usar, varan mucho dependiendo de las caractersticas del campo
en estudio
y del pas en que se encuentre: sin embargo, se pueden definir
varios
lineamientos generales:
Comenzar con mtodos simples y bien establecidos.
Esforzarse desde el principio por obtener datos del prospecto en
su
totalidad.
Usar tanto como sea posible los recursos locales
disponibles.
Nota: Todas estas recomendaciones estn supeditadas a mantenerse
dentro
del presupuesto establecido para cada etapa y a la
disponibilidad de equipo y
personal capacitado.
El trabajo de exploracin comienza aun antes del reconocimiento
en el campo
con la recopilacin de toda la informacin disponible relacionada
con la zona en
estudio. Esta informacin comprende los datos topogrficos,
meteorolgicos,
geolgicos, hidrogeolgicos, geoqumicos, geofsicos y las
observaciones de
manantiales, giseres y fumarolas. Todos estos datos deben
ser
cuidadosamente revisados para planear la estrategia adecuada a
cada zona y
emplear los diferentes mtodos en la forma ms apropiada.
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Cuando los datos reunidos indican la existencia de un campo
geotrmico
econmicamente explotable, se procede a efectuar estudios
geolgicos,
geofsicos y geoqumicos para evaluar el potencial del campo y la
factibilidad
de su explotacin. Al final de cada una de las etapas, los
resultados de los
diferentes mtodos son correlacionados para obtener modelos
preliminares del
campo, los cuales se irn perfeccionando al avanzar los trabajos
de
exploracin.
Una vez que se han realizado todos los estudios posibles en la
superficie, se
determina la localizacin de un nmero reducido de pozos de
exploracin
(generalmente alrededor de 3 pozos), que de dar buenos
resultados sern
seguidos por los pozos de produccin requeridos para la
explotacin planeada
del recurso geotrmico.
Hasta el momento de la perforacin de los pozos de exploracin,
los modelos
elaborados con base en los datos superficiales no pueden
considerarse como
definitivos hasta que puedan ser corroborados por los datos
obtenidos en los
pozos. Por esta razn, es aceptable dividir la exploracin en dos
etapas:
exploracin superficial y perforaciones de exploracin.
4.1 LA EXPLORACIN SUPERFICIAL
Debido a que los campos geotrmicos de alta temperatura se
localizan
generalmente en las reas de vulcanismo reciente relacionadas con
las fajas
ssmicas o fallas geolgicas, son sas precisamente las zonas que
se
seleccionarn para efectuar los primeros trabajos de
reconocimiento. Tambin
es importante en el principio efectuar un mapeo de las
manifestaciones
termales superficiales localizadas dentro y fuera del rea en
estudio; esto es
necesario, ya que stas no se localizan necesariamente sobre el
yacimiento,
sino que los fluidos geotrmicos se desplazan siguiendo fallas o
fisuras o
cualquier otra zona de alta permeabilidad y al clasificarlas, se
puede inferir la
trayectoria que han seguido hasta la superficie, as como los
procesos de
mezclado y ebullicin que pudieron haber experimentado.
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Las manifestaciones superficiales pueden proporcionar informacin
acerca de
las condiciones existentes en el yacimiento. Sin embargo, es
necesario hacer
notar que las manifestaciones superficiales no son un requisito
indispensable
para la existencia de un yacimiento geotrmico a profundidad,
puesto que hay
campos geotrmicos en zonas que carecen totalmente de
manifestaciones
superficiales y en este caso se debe localizar el yacimiento con
base en el
conocimiento del entorno geolgico.
De acuerdo a las tcnicas empleadas, la exploracin superficial se
puede dividir
en geolgica, geofsica y geoqumica.
4.1.1 Tcnicas geolgicas:
Los principales objetivos de los estudios geolgicos en la etapa
de
reconocimiento son: identificar y catalogar todas las
manifestaciones
geotrmicas que haya en la superficie, ya sean activas o fsiles;
efectuar una
evaluacin preliminar de su significado con respecto a los
procesos
subterrneos que tienen lugar en el sistema geotrmico; y
recomendar las
reas para un estudio a mayor detalle. Esto se lleva a cabo
examinando
fotografas areas o imgenes de satlite y visitando el rea para
correlacionar
los datos de stas con la informacin obtenida en el campo.
Una vez terminado el reconocimiento del rea, si se decide que la
zona
geotrmica tiene posibilidades para su explotacin, se continua
con la etapa de
exploracin propiamente dicha, en la cual se debe preparar un
mapa geolgico
a detalle del prospecto geotrmico seleccionado y de las reas
circundantes.
Este mapa debe incluir las manifestaciones superficiales y los
rasgos
geolgicos (fallas, fracturas, distribucin superficial y a
profundidad de los
diferentes tipos de rocas y su permeabilidad) que puedan
contribuir a elaborar
un modelo del sistema geotrmico y recomendar la localizacin de
los pozos
exploratorios.
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4.1.2. Tcnicas geoqumicas:
Para cumplir con los objetivos de la exploracin superficial, las
tcnicas
geoqumicas efectan los anlisis de las aguas de los manantiales,
las
emisiones de las fumarolas, las descargas de gases y las aguas
fras
superficiales (ros, lagos, lluvia, etc.) para hacer las
siguientes inferencias de
las condiciones del sistema hidrotermal:
la variacin en composicin del fluido termal a profundidad,
la temperatura (y presin) del fluido a profundidad,
las rocas relacionadas con los fluidos termales a
profundidad,
el origen de los fluidos, la direccin de flujo en el rea y los
tiempos de
residencia de los fluidos bajo la superficie,
el gradiente geotrmico y la profundidad a la cual se presenta
ebullicin
por primera vez en el sistema; esto incluye determinar la
posibilidad de
encontrar inversiones de temperatura con la profundidad,
la posibilidad de que haya depositacin de minerales a partir del
fluido,
las zonas que presentan un alto flujo,
la posibilidad de encontrar a profundidad fluidos cidos, que
pueden
causar serios problemas por corrosin en la etapa de
explotacin,
determinar la existencia de componentes en el fluido que puedan
tener
importancia econmica.
La determinacin de todos estos parmetros se hace utilizando los
resultados
de los anlisis qumicos e isotpicos de las descargas del sistema
en la
superficie. Esta metodologa se basa en la suposicin de que tanto
el equilibrio
qumico como el isotpico se han alcanzado en las interacciones
entre el fluido
y las rocas del yacimiento. Una vez que se ha alcanzado el
equilibrio qumico,
las concentraciones de los iones que se intercambien entre el
fluido y la roca
van a depender de la temperatura. Por ejemplo al interaccionar
un fluido
termal y una roca, los cuales contienen sodio y potasio, estos
iones se van a
intercambiar de tal forma que cuanto mayor sea la temperatura a
la que
interaccionen, mayor ser el contenido del potasio del fluido;
por esta razn la
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relacin entre las concentraciones de sodio y potasio en las
aguas que
descarga el sistema en la superficie es utilizada como un
indicador de la
temperatura del yacimiento. Otro indicador de la temperatura a
profundidad lo
es el contenido de slice (Si02) disuelto en el fluido, ya que a
mayor
temperatura el agua puede disolver ms slice de la roca
circundante. La
determinacin de la temperatura del sistema a profundidad
utilizando mtodos
qumicos es muy importante, ya que en la etapa de exploracin, es
ste el
nico mtodo por el cual se puede obtener una estimacin de la
temperatura
del yacimiento.
Los istopos de un elemento son tomos cuyos ncleos tienen el
mismo
nmero de protones pero diferente nmero de neutrones, o sea que
tienen la
misma carga pero diferente peso atmico. Las molculas de agua son
las ms
abundantes en los fluidos termales y en ellas se pueden
encontrar variaciones
dependiendo de los istopos de hidrgeno y oxgeno que las formen.
El
hidrgeno tiene tres istopos: el hidrgeno (H con peso atmico de
1), el
deuterio (D con peso atmico de 2) y el tritio (T con peso atmico
de 3); y el
oxgeno tambin con tres: 16O, 17O y 18O (el nmero indica su peso
atmico),
de los cuales 16O el es el ms comn y el 18O es el que le sigue
en abundancia.
La relacin entre la abundancia del 18O y del 16O, y del deuterio
y el hidrgeno
para las aguas de origen meterico (agua de lluvia) sigue en todo
el mundo
una relacin lineal. Esto se debe a que al evaporarse del agua de
mar, las
aguas de lluvia van a tener una menor concentracin de istopos
pesados (D y 18O) que la de mar y a su vez, al ir descargando la
lluvia, las molculas con los
istopos ms pesados sern las primeras en precipitarse. Las zonas
de mayor
evaporacin en el ocano se encuentran en la regin del ecuador; a
partir de
ste y hacia los polos el agua de lluvia ir teniendo una mayor
prdida de
istopos pesados. Por esta razn, en cada regin de la superficie
de la Tierra
las aguas de origen meterico van a tener una determinada
concentracin de
istopos pesados con relacin al valor estndar de la concentracin
de stos
para el agua de mar (SMOW-Standard Mean Ocean Water).
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Se ha observado que en relacin con la concentracin estndar del
agua de
mar, las aguas de origen termal presentan un enriquecimiento en
la
concentracin del 18O y se ha demostrado que esto se debe
principalmente al
intercambio de istopos de oxgeno con los minerales de las
rocas,
principalmente el slice y algunos sulfatos. Como este
intercambio tambin
depende de la temperatura, la concentracin relativa de istopos
de oxgeno
en los fluidos tambin nos va a servir para determinar la
temperatura del
yacimiento. Por otra parte, como ya se dijo, los fenmenos como
la
evaporacin van a afectar la composicin isotpica del fluido, de
esta forma va
a ser posible detectar si en el yacimiento han tenido lugar
procesos como
ebullicin o dilucin con aguas de composicin istopica diferente.
Es por esta
razn que adems de analizar las aguas termales, se analizan las
aguas
superficiales fras, para comparar su composicin qumica e
isotpica y
determinar la relacin entre ambas. Es importante recalcar que
todos stos
anlisis deben restringirse a las aguas termales alcalinas o
neutrales, ya que
las aguas cidas atacan las rocas de la superficie y los
compuestos que
contengan en solucin no necesariamente provienen o estn
relacionados con
las rocas del yacimiento a profundidad, por lo que se pueden
obtener
resultados errneos.
Finalmente, adems de aportar informacin durante la etapa de
exploracin
del campo, las tcnicas geoqumicas se aplican tambin durante la
explotacin
para determinar los cambios que sufre el sistema debido a la
extraccin de los
fluidos termales, como puede ser la entrada en el yacimiento de
aguas
subterrneas o superficiales fras.
4.1.3 Tcnicas geofsicas:
La geofsica se va a utilizar para definir las dimensiones y la
estructura del
campo: rea que ocupa, profundidad a la que se encuentra y
principales
estructuras relacionadas con la permeabilidad. Esto se logra
mediante los
siguientes estudios: sensores remotos, gravimetra,
magnetometra,
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termometra, sismologa y mtodos elctricos y electromagnticos. En
las
etapas de reconocimiento se aplican sobre todo mtodos que no son
muy caros
y que permiten cubrir un mximo del rea teniendo una alta razn
entre
beneficio y costo:
Medidas de emisividad en el infrarrojo a partir de imgenes
areas o de satlite. Con este mtodo se van a detectar zonas en
las que el
flujo de calor en la superficie es anmalamente alto. Al analizar
las imgenes,
se pueden obtener resultados cualitativos; sin embargo, para
determinar
valores de la descarga superficial de energa es necesario
calibrar en el campo
la relacin entre emisividad y temperatura para los diferentes
tipos de suelo.
Termografa. (mediciones de temperatura en pozos poco profundos:
de 1 a
100 m). Este mtodo es til para complementar el mapeo hecho por
imgenes
en el infrarrojo, con lo cual se obtiene un mapa con las
anomalas de
temperatura superficial y a varias profundidades (someras). Los
resultados de
estos estudios son bsicos para establecer los patrones de
descarga superficial
del sistema hidrotermal y elaborar as un primer esquema de las
zonas ms
permeables y por lo tanto ms interesantes para la produccin.
Mtodo de perfiles elctricos. Este mtodo se basa en hacer
circular una
corriente elctrica en el terreno que se va a estudiar. Esta
corriente se inyecta
por medio de dos electrodos y el potencial causado por ella se
mide usando
otros dos electrodos a una cierta distancia de los primeros. Con
estos dos
parmetros se puede calcular la resistividad de las rocas a una
profundidad que
depende de la separacin entre los electrodos de corriente y los
de medicin.
Este mtodo es con mucho el ms importante para la exploracin
geotrmica,
ya que la resistividad de las rocas disminuye notablemente
cuando stas se
encuentran saturadas por fluidos altamente mineralizados y a
temperaturas
elevadas, y tambin, cuando por la accin de estos fluidos los
minerales que
forman las rocas del yacimiento son alterados
hidrotermalmente,
transformndose principalmente en arcillas, las cuales son
minerales con una
conductividad muy elevada.
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Sondeos elctricos verticales. La determinacin de la resistividad
de las
rocas se efecta por el mtodo anterior, pero en lugar de llevar a
cabo una
cobertura superficial del rea, se obtiene en cada punto de
observacin la
variacin de la resistividad para diferentes profundidades
cambiando la
separacin de los electrodos. Esto se puede hacer, ya que la
profundidad de
penetracin de la corriente depende de qu tan separados estn los
electrodos:
a mayor separacin de stos, mayor es la profundidad que alcanza
la corriente
inyectada, excepto en algunos casos particulares en que la
corriente se
concentra en alguna capa altamente conductora y su penetracin a
mayores
profundidades queda restringida por este efecto. En este caso,
en lugar de
hacer circular una corriente, se utilizan las fuentes naturales
de la Tierra: las
llamadas corrientes telricas. Estas corrientes son generadas por
las variaciones
en el campo magntico terrestre relacionadas con tormentas
elctricas o
emisiones provocadas por la actividad solar. Debido a su origen,
estas
corrientes tienen un periodo de variacin (no son constantes) y
por esta razn
se les asocia no slo un campo elctrico, sino tambin un campo
magntico. La
profundidad a la que pueden penetrar estas corrientes est
relacionada con el
periodo de su variacin; entre mayor sea ste, mayor ser la
profundidad que
logren alcanzar. Esta propiedad hace que se seleccionen las
frecuencias que se
van a muestrear de acuerdo con las profundidades que interesan,
en el caso de
los campos geotrmicos stas son menores de 5 km, lo que determina
el uso de
frecuencias entre 0.001 a 1 hertz (ciclos por segundo). El
conocimiento de las
variaciones de resistividad habilita al geofsico para establecer
variaciones
verticales en el grado de alteracin de la roca, la litologa, la
porosidad de las
rocas del reservorio y en el grado de saturacin, as como para
inferir la
profundidad a la que existen cambios de fase en los fluidos
geotrmicos, ya que
en contraste con los bajos valores de resistividad provocados
por el lquido
caliente y mineralizado, las rocas saturadas con vapor presentan
valores altos
de resistividad.
Deteccin del ruido ssmico natural. En un yacimiento que presenta
un
flujo bifsico (lquido y vapor), se observa un aumento de
vibraciones debido a
la separacin de vapor y al movimiento de ste; a estas
perturbaciones se les
denomina ruido ssmico debido a la separacin de vapor. Este mtodo
no es
muy usado por la baja proporcin entre beneficio y costo que
presenta.
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Una vez establecida durante la etapa de reconocimiento la
existencia de un
yacimiento geotrmico, los trabajos entran en la etapa de la
exploracin a
detalle para determinar su potencial energtico. Es posible
emplear los
mtodos ya mencionados, concentrndose en las zonas ms
interesantes.
En especial se utilizan los mtodos elctricos, aplicando
diferentes arreglos
geomtricos de los electrodos para lograr mayor penetracin o bien
resaltar
las anomalas producidas por cambios verticales y horizontales en
las rocas.
Adems, se pueden ampliar los trabajos con los siguientes
mtodos:
Gravimetra y magnetometra. La determinacin de las anomalas en
los
campos gravitacional y magntico de la Tierra, localizados dentro
del prospecto
geotrmico, nos permiten identificar las principales estructuras
geolgicas de la
zona por el contraste en sus propiedades (densidad y
susceptibilidad
magntica). Por ejemplo: fallas, intrusiones, deformaciones, etc.
Adems, en el
caso de la gravimetra tambin es posible determinar si existe una
depositacin
de minerales hidrotermales con un contraste de densidad respecto
a las rocas
del yacimiento; y la magnetometra puede ayudar a localizar
algunas zonas
donde la roca original ha sido demagnetizada por la accin de los
fluidos
termales.
Mtodos ssmicos. Los mtodos ssmicos se caracterizan por su alto
costo,
tanto en los trabajos de campo como en la interpretacin de los
datos
obtenidos. En algunos casos como la exploracin petrolera estos
mtodos son
casi indispensables para la localizacin de los mantos
petrolferos. Sin embargo,
en su aplicacin a la exploracin geotrmica se tiene la desventaja
del alto nivel
de ruido ssmico existente, ya sea por los cambios de fase o por
el movimiento
subterrneo de los fluidos termales. En algunos pases se ha
estado
experimentando con mtodos de refleccin y refraccin de ondas
ssmicas
generadas por explosiones, pero no se han obtenido resultados
que impulsen el
empleo de estos mtodos. Tambin se ha experimentado con
mtodos
telessmicos, que se limitan a detectar las ondas generadas por
movimientos
ssmicos muy alejados; se ha observado que al pasar por un
yacimiento
geotrmico, las ondas ssmicas sufren un retraso y una atenuacin,
de esta
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forma se puede determinar la localizacin de ste. En el caso de
la geotermia
todos los mtodos ssmicos tienen una razn entre beneficio y costo
muy baja y
en general se prefiere el uso de los otros mtodos mencionados
para la
exploracin del campo.
Durante la explotacin del campo, los mtodos geofsicos son tiles
para
mantener un sistema de monitoreo con el objeto de detectar
fenmenos de
subsidencia (hundimiento) y de aumento en la actividad ssmica.
Por otra
parte, puesto que los campos geotrmicos se encuentran
localizados
generalmente en zonas de actividad tectnica, la observacin de la
actividad
ssmica es importante para tener un control de las fallas activas
en las
cercanas del campo. Las observaciones repetidas de la actividad
microssmica
son tiles tambin para indicar los cambios en el campo de
esfuerzos
provocados por las variaciones de presin que resultan de la
explotacin del
campo, ya sea por extraccin o reinyeccin de los fluidos
termales.
4.2 PERFORACIN DE POZOS EXPLORATORIOS.
Una vez que se tiene un modelo preliminar del campo con base en
los datos
superficiales, se procede a situar un nmero reducido (de tres a
cinco) de
pozos exploratorios, con los cuales se pretende corroborar los
modelos
elaborados y justificar los gastos de la exploracin superficial.
La restriccin en
el nmero de pozos se debe a los altos costos de la perforacin,
ya que
dependiendo de su profundidad y de los tipos de roca que
atraviesen (dura o
suave) el precio puede variar de 100 000 hasta ms de un milln de
dlares, o
sea que el precio de un solo pozo equivale a varias veces el
costo total de la
exploracin superficial.
Durante la perforacin del pozo se toman muestras de las rocas
que se van
encontrando. Estas muestras tienen la forma de trozos pequeos de
roca que
se van cortando con el barreno (muestras de canal) y de
cilindros de roca
recortados con un barreno especial para este fin (ncleos). Por
supuesto que
los ncleos proveen de mejor informacin, ya que se conoce
exactamente a
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qu profundidad corresponden. En cambio las muestras de canal de
varias
profundidades pueden mezclarse y dar resultados errneos. An
antes de
terminar el pozo estas rocas son estudiadas para determinar los
minerales que
se han producido como resultado de la interaccin de los fluidos
termales y la
roca del yacimiento. La formacin de los minerales de alteracin
depende tanto
de la composicin qumica del fluido como de la temperatura y por
lo tanto
estos dos parmetros pueden ser inferidos a partir de las
observaciones en las
muestras, an sin haber hecho mediciones directas.
Una forma de determinar la evolucin trmica del sistema es por
medio de
pequeas inclusiones del fluido que quedan atrapadas al formarse
los
minerales de alteracin y que van a conservar la composicin del
fluido que las
form . La ventaja de estas inclusiones fluidas es que tambin se
puede
determinar la temperatura a la que se formaron: al enfriarse una
inclusin el
lquido se contrae por lo que queda un espacio donde se forma una
burbuja; al
calentarla, esa burbuja desaparecer cuando se alcance la
temperatura de su
formacin. Es as como se pueden determinar variaciones qumicas y
trmicas
que pudieran haber tenido lugar durante la evolucin del sistema
hidrotermal.
A las muestras de rocas provenientes de los pozos se les hacen
anlisis
qumicos para obtener la composicin de rocas alteradas y no
alteradas
hidrotermalmente y as determinar los efectos que ha tenido la
interaccin con
fluidos termales en la composicin qumica de las rocas que forman
el
yacimiento.
Una vez que el pozo se ha terminado (lo cual puede llevar varios
meses), se
toman registros verticales de flujo, temperatura, conductividad
y potencial
elctricos, velocidad ssmica, etc., para determinar las
propiedades de las
rocas que se encuentran a lo largo del pozo y la variacin de la
temperatura
con la profundidad, lo que en forma indirecta ayuda a inferir la
permeabilidad
de las rocas, ya que despus de haber sido enfriadas por los
fluidos de
perforacin las capas de roca ms permeables sern las que
recuperen ms
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rpido su temperatura anterior por la circulacin de los fluidos
termales a
travs de ellas.
Generalmente se deja "reposar" el pozo de unas cuatro a ocho
semanas para
que se estabilice, comparando las variaciones en los registros
de temperatura
y presin durante este tiempo. Una vez, estabilizado el pozo se
induce su
descarga, es decir la emisin continua de fluido, y es slo
entonces cuando se
sabe cunto fluido puede producir el pozo y a qu presin y
temperatura,
determinando de esta forma la cantidad de energa elctrica que se
puede
obtener. ste es el parmetro que nos va a indicar la factibilidad
econmica de
la explotacin de un campo: cuntos pozos son necesarios para
obtener la
cantidad planeada de kilowatts elctricos, lo cual determina
finalmente el costo
de la electricidad.
5 Descripcin de la mineraloga del rea en estudio (Agua
Agria/San
Vicente).
En el rea de San Vicente, cantn agua agria, especficamente en el
rea de
las manifestaciones hidrotermales, se puede observar una
coloracin muy
particular en el terreno, se observan rocas con diferentes
coloraciones,
rosadas, blancas, amarrillas, cafs. Cada una de esas
coloraciones es muy
particular de tipos de rocas que estn presenten en terrenos
donde se dan
manifestaciones termales, dichas coloraciones corresponde a los
siguientes
tipos de rocas:
Caoln: es un suelo natural en el que
abunda la caolinita, que le aporta a
menudo un color blanco o rosado. La
formacin del caoln se debe a la
descomposicin del feldespato por la accin
del agua y del dixido de carbono.
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Illita: es un mineral que aporta al suelo a
menudo un color amarillento, La illita es un
producto de la alteracin o meteorizacin de
la moscovita y el feldespato en ambiente de
meteorizacin hdrica y trmica. Es comn en
sedimentos, suelos, rocas arcillosas
sedimentarias, y en roca metamrfica.
El color blancuzco se debe a la posible presencia de sodio,
potasio y cloruro de
sodio en las composiciones de las rocas, y son los principales
actores de dicha
coloracin. El color caf se debe a la oxidacin de hierro presente
en las rocas,
y es por eso el color caracterstico de ellas.
Es importante mencionar que este conjunto de coloracin presente
en rocas y
suelo, es muy particular de las zonas de manifestaciones
hidrotermales, segn
lo observado en la zona de agua agria en San Vicente.
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6 Recopilacin de informacin.
Luego de realizada las observaciones respectivas del lugar y
determinadas los
puntos importantes de la fumarola Agua Agria por medio de un
esquema
general de la fuente hidrotermal y de cada uno de sus
respiraderos se pas a
obtener temperaturas de diferentes puntos de la fuente
hidrotermal.
A continuacin se muestra la ubicacin de los puntos en los cuales
se
realizaron las diferentes practicas:
Figura No.5: Puntos en los cuales se realizaron las diferentes
prcticas (Zona de
Agua Agra / Volcn de San Vicente).
Prctica 1: Muestreo de gases.
El tcnico asignado a la prctica (GEO), realiz una demostracin de
cmo
realizar el muestreo de gases para ello utiliz ampollas de
vidrio al vaco,
denominadas botellas de Giggenbach (Ver figura 6), las cuales
contienen
reactivos que varan dependiendo de la naturaleza del componente
del gas a
ser analizado. As mismo, las botellas de Giggenbach poseen una o
dos
vlvulas Rotaflo dependiendo del tipo de gas a ser analizado, por
ejemplo, para
el caso de los gases como: CO2, H2S, He, H2, Ar, CH4, CO, se
utilizan
ampollas de vidrio con una sola vlvula.
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Figura 6: Tcnico de la GEO,
mostrando el funcionamiento de la
botellas de Giggenbach.
Una de las primeras actividades para la toma de muestra fue el
seleccionar el
punto adecuado para la toma de muestra, el punto seleccionado
fue el punto 1
(ver figura 5).
Para la toma de muestra es necesario utilizar un embudo metlico
que permita
que los gases entren directamente a la botella de Giggenbach,
debido a la
anterior es necesario acondicionar el sitio de muestreo
removiendo rocas y/o
cualquier material que pueda causar fuga de gas.
Es necesario que el embudo quede acondicionado de tal manera que
la fuga de
gas sea mnima y que no permita la entrada de aire atmosfrico.
Una vez se ha
logrado lo antes mencionado el embudo es conectado a la botella
atreves de
una manguera y as el gas comienza a desplazar el fluido
contenido en la
ampolla.
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1. Acondicionamiento de zona de
trabajo en la cual se realizar el
muestreo de gases
2. Colocacin del embudo metlico
en el punto de muestreo.
3. Embudo metlico colocado en el
punto de muestreo (ntese que el
embudo esta bsicamente cubierto
de tierra para evitar fugas).
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4. Embudo metlico conectado a
botella (ntese como el nivel de
fluido ha descendido).
Cuando la muestra ha sido tomada es llevada al laboratorio para
su respectivo
anlisis. Cabe mencionar que las emanaciones de la fumarola
seleccionada
estaban a y=una temperatura de 97oC.
Prctica 2: Determinacin del gradiente de temperatura.
Para determinar el gradiente de temperatura en necesario hacer
agujeros en la
zona a diferentes profundidades y as poder medir la temperatura
de estos
mediante una termcupla.
1. Grupo de estudiantes
cavando agujeros a
diferentes profundidades
para medir el gradiente de
temperatura.
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2. Estudiantes preparndose
para medir el gradiente de
temperatura (ntese que en
este caso el agujero esta
inundado por lo que no
puede ser utilizado para la
medicin)
3. Estudiantes midiendo la
temperatura a diferentes
profundidades, para conocer
el gradiente de
temperatura.
En la primera prueba los datos obtenidos fueron:
Profundidad
(CM)
Temperatura OC
20 cm 90.5
30 95.6
33 99.8
38 97.3
40 97.0
41 93
45 9.3
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Debido a la inconsistencia de los datos (puesto que a mayor
profundidad
mayor temperatura), se tomar el siguiente set de datos:
Al graficar los datos T versus profundidad se obtiene la
siguiente grfica:
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En el grafico se observa en que los primeros 3 puntos cumplen
con un
comportamiento conductivo. Por lo que, podemos calcular el
coeficiente de
conductividad K. de la siguiente manera (tomando el tercer punto
y el
primero):
Por definicin, corregimos este valor con las unidades
correspondientes:
Tambin se puede calcular el gradiente trmico de la zona, tomando
el dato 5
con el dato 1 de la tabla 3:
Para determinar el flujo de calor del suelo caliente necesitamos
tres
parmetros obtenidos anteriormente:
1. rea de la manifestacin hidrotermal en m2 (A)
2. Constante de conductividad trmica K en W/K m
3. Gradiente Trmico en C/m (dT/dZ)
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Con estos parmetros y la siguiente ecuacin procederemos a
calcular el flujo
de calor del suelo caliente.
Prctica 3: Determinacin del caudal de la corriente (caudal)
que
producen las fumarolas.
Al condensarse el vapor producido por las fumarolas se forma un
riachuelo con
un caudal muy pequeo, para calcular el caudal se utiliz un
recipiente de 1
litro y un crongrafo (para medir el tiempo).
Inicialmente se selecciono una seccin del cause adecuada
(con
estrangulamiento y donde se pudiese recolectar el fluido de
forma adecuada.
Luego se midi el tiempo en el cual el recipiente volumtrico se
llenaba
completamente. Esta prctica solo se realiz de forma demostrativa
ya que en
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el momento no se contaba con los elementos requeridos para
recopilar de
forma adecuada el caudal (haban muchas fugas).
7. Conclusiones:
La caracterizacin de minerales que se encuentra en la superficie
de todo el
rea de inters o de estudio es una herramienta importante para
describir y
reconocer en primera instancia el tipo de suelo en el cual se
realizaran las
mediciones de temperatura, toma de muestras, y dems actividades
de que
sean necesarias en la estimacin del recurso en un sistema
hidrotermal.
Es importante realizar las mediciones de temperatura en puntos
ubicados
por medio de GPS o con cualquier otro dispositivo de referencia
para la
representacin exacta de temperaturas o flujos de calor en los
mapas de
sistemas geotrmicos.
La cantidad de energa que se determin para el flujo de calor, no
indica
que pueda extraerse esa energa si se construyera un pozo, en
realidad es
necesario efectuar ms estudios geotrmicos, geolgicos, geoqumicos
o
geofsicos necesarios para establecer la factibilidad y la
capacidad del
mismo.
Se puede concluir que la zona presenta una anomala geofsica y
que el tipo
de suelo en el cual se trabajo es un suelo del tipo vaporizante
intenso.
8. Bibliografa:
Estudio de los gases de la cadena volcnica y comparacin con
gases
geotermales en El Salvador (Sara Sandoval, Francisco Montalvo).
Posgrado de
Especializacin en Geotermia UES.
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Gua de la energa geotrmica (G. LLOPIS TRIO, VICENTE RODRIGO
ANGULO). Fundacin de la energa de la comunidad de Madrid.
Manual de Geotermia _ Instituto Geolgico y Minero de
Madrid_Julio 2008
http://ocw.uam.es/cursos/ginerriesgo/recurso_docente_1.html
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