La geotermia es una rama de la ciencia geofísica que se dedica al estudio de las condiciones térmicas de la Tierra. Uno de los frutos de la técnica más notables, es la extracción de la energía geotérmica. La energía geotérmica es aquella energía que puede obtenerse mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra. El calor del interior de la Tierra se debe a varios factores, entre los que caben destacar el gradiente geotérmico, el calor radiogénico, etc. Geotérmico viene del griego geo, "Tierra", y thermos, "calor"; literalmente "calor de la Tierra".

En muchos países en desarrollo, la demanda de energía crecerá exponencialmente durante las próximas décadas. Estos países pueden verse beneficiados al utilizar fuentes de energía geotérmica en comparación con países altamente industrializados, siendo una fuente que no ha sido lo suficientemente explotada. Los recursos geotérmicos pueden dividirse en dos grupos: recursos de alta temperatura (arriba de 150°C, que son apropiadas para producción de electricidad utilizando técnicas convencionales y recursos de baja temperatura con temperaturas menores a 100°C que pueden ser usadas para aplicaciones directas o si su temperatura es arriba de 100°C, para generación de electricidad usando la técnica de fluido binario.

Países en desarrollo están considerando la explotación de fuentes de energía renovables, debido al incremento en la demanda de energía en las próximas décadas y la disponibilidad y costos de combustibles fósiles. Una opción es la utilización de recursos geotérmicos de alta entalpía, que generalmente se encuentran localizados en regiones volcánicas jóvenes. En Latinoamérica, los campos de alta temperatura están relacionados con el vulcanismo de la Cordillera del Andes y su prolongación en Centro América, así como en varias de las islas del Mar Caribe. África es la región con el menor potencial geotérmico. En Asia y las islas del Pacífico, los más grandes recursos geotérmicos de alta temperatura se encuentran en Indonesia y las Filipinas.

Capacidad Instalada (MW) Europa 998.20 13%

África 53.50 1%

América 3 389.90 42%

Asia y  Pacífico 3 542.50 44%

Generación (GWh/año) Europa 5 744.60 12%

Asia y  Pacífico 19 779.40 40%

África 396.50 1%

América 23 341.00 47%

A pesar de que en Centroamérica existe un alto potencial de energía geotérmica, en la actualidad solo se explota el 16%. El país que proporcionalmente más ha explotado este recurso es Guatemala con un 22%. El Salvador y Costa Rica utilizan alrededor de un 18% y Nicaragua un 8%. En el caso de Honduras, a pesar de que tiene un potencial estimado de 116 MWe aun no ha iniciado su explotación comercial.

De la totalidad de la energía geotérmica instalada en Centroamérica, El Salvador y Costa Rica tienen alrededor del 73 %. Guatemala y Nicaragua el 27% restante. Con respecto a la generación El Salvador y Costa Rica generan el 83% y el restante 17% lo producen Guatemala y Nicaragua.

Rincón de la Vieja Miravalles

Los primeros estudios se realizaron en los años setenta, los cuales concluyeron con el descubri‐miento del campo geotérmico Miravalles.

Tenorio

1987‐1991, con la ayuda del gobierno de Italia y de las Naciones Unidas se hicieron dos campañas de estudios. 1‐“Estudios de Reconocimiento y Prefactibilidad Geotérmica de la República de Costa Rica”, la cual se dividió en 2 fases: Primera fase: “Estudio de Reconocimiento”. Objetivos primordiales fueron: ‰ Subdividir el país en zonas interés geotérmico. ‰ Delimitar las áreas más favorables y ‰ Seleccionar una de ellas para realizar un estudio de pre‐factibilidad

2‐“Evaluación del Potencial Geotérmico de Costa Rica“. Tomando como base los estudios de reconocimiento se realizo la evaluación del potencial geotérmico de Costa Rica, lo cual permitió: ‰ Subdividir el país en provincias y en áreas geotérmicas homogéneas. ‰ Estimar los recursos y reservas de acuerdo a diferentes rangos de temperatura para separar aquellos que pueden ser usados en la generación de electricidad de los que solamente pueden dar lugar a aprovechamientos de tipo directo

Capacidad Geotermoeléctrica Instalable en Costa Rica Área

1 Separación

Miravalles

164

Rincón de la Vieja

137

Irazú-Turrialba

101

Tenorio

97

Platanar

97

Poas

90

Barba

85

Fortuna

61

Orosí-Cacao

33

TOTAL

865

‰ Estimar la capacidad eléctrica de los recursos de alta entalpía que pueden abastecer la operación de una planta por períodos no inferiores a 25 años.

POTENCIAL ENERGETICO EN MW

CUADRO COMPARATIVO DEL POTENCIAL SEGUN LA FUENTE ENERGETICA

Situación Actual

7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0

TOTAL

Hidroeléctrico

Geotérmico

Eólico

Biomasa

6535

865

600

300

APROVECHADO

1790

166

116

53

POR DESARROLLAR

4745

699

484

247

APROVECHAMIENTO ACTUAL SEGÚN FUENTE

DISTRIBUCION DEL POTENCIAL ENERGETICO DE COSTA RICA EN MW Geotérmico, 865, 10% Hidroeléctrico, 6535, 79%

Hidroeléctrico

84% Eólico , 600, 7% Biomasa, 300, 4%

8%

Geotérmico Eólico

5% 3%

Biomasa

1 SEPARACIÓN

2 SEPARACIONES

PROMEDIO

Miravalles

164

213

189

Rincón de la Vieja

137

177

157

Irazú‐ Turrialba

101

130

115

Tenorio

97

123

110

Platanar

97

122

109

Poás

90

116

103

Barva

85

109

97

Fortuna

61

77

69

Orosi‐Cacao

33

41

37

865

1108

986

TOTAL

A excepción de Miravalles y parcialmente Pailas, los demás recursos de alta temperatura están ubicados dentro de Parques Nacionales.

Potencial geotérmico instalable estimado: ‰ para plantas de una etapa de vaporización: 865 MW ‰ para plantas dos etapas de vaporización: 1108 MW. De ese potencial, se ha desarrollado el campo Miravalles (163,5 MW) y parcialmente el campo Pailas (se está instalando una planta de 35 MW), para un total de 198,5 MW que equivale al 23% del potencial estimado para plantas de una etapa de vaporización y al 18 por ciento para planta de dos etapas de vaporización.

Del total de la energía eléctrica instalada en Costa Rica, la geotérmica representa aproximadamente un 8%. Esto se debe a que el país cuenta con un recurso hídrico muy abundante y que aun se mantienen instaladas algunas plantas térmicas . A pesar de que se mantienen algunas unidades térmicas instaladas, la geotermia se ha venido aprovechando como sustituto de este tipo de energía y como energía base.

Ubicación: extremo sur del istmo centroamericano. Extensión: 51100 km2. Resultado de la subducción de la placa Cocos debajo de la del Caribe a lo largo de la fosa mesoamericana. Atravesada de NO a SE por una cadena de montañas. Sectores NO y Central son en parte resultado de numerosas etapas de actividad volcánica de edad Cuaternaria y Reciente.

Norte V. R. de la Vieja (Reconocimiento concluido) No rte V. Tenorio (Reconocimiento) Bo rinquén (p r e-factib. avanzada

Pailas II (p r e-factibilidad.)

Miravalles (Explotación)

Pailas (Desarrollo)

Po co Sol (Reconocimiento)

El Campo Geotérmico Miravalles está ubicado en las faldas sur y oeste del volcán Miravalles.

Pozos perforados = 52 Pozos productores = 30 Pozos re‐inyectores = 12 Pozos exploratorios = 6 Pozos fallidos = 4 Pozos productores Caudal másico entre 40 y 245 kg/s Entalpía entre 980 y 1150 KJ/kg Potencia entre 3 y 15 MW Pozos re‐inyectores aceptación variable entre 100‐150 l/s los del sur y 250‐350 l/s los del margen occidental Zona amarilla: fluidos neutros. Zona rosada: fluidos ácidos. Zona café: fluidos neutros bicarbonatados. Zona azul: área de re‐inyección. Sistema de inhibición: Fluidos neutros Sistema de neutralización: Fluidos ácidos.

Unidad III, 29 MWe Unidades I y II, 55 MWe c/u Unidad contra presión, 5 MWe Unidad V, 19 MWe

Fase : desarrollo Puesta en operación: mediados del 2011. Planta binaria de 41,5 MW de potencia bruta. Requerimientos: Vapor: 89 kg/s a una presión de 6 bar. Líquido: 378 kg/s a una temperatura de 159°C. La temperatura de los fluidos a inyectar será de 140 °C. Los fluidos producidos tienen una composición cloruro sódica, pH neutro, bajo contenido de gases incondensables. Temperatura máxima 250°C.

Ubicación: Flanco sur‐oeste del volcán Rincón de la Vieja. Estado actual: Pre‐factibilidad avanzada Pozos perforados: 2. Plataformas : 4 PGB‐01: ‰ Clase: productor. ‰ Profundidad: 2594 m. ‰ T máx medida.: 275°C. ‰ Potencia: 4 MWe. ‰ Fluido: Clorurado sódico. ‰ pH : neutro. PGB‐03: ‰ Clase: re‐inyector. ‰ Profundidad: 2082 m. ‰ Permeabilidad: baja.

MANEJO AMBIENTAL DEL CAMPO MIRAVALLES

ACTIVIDADES DE GESTION

1. 2. 3. 4. 5.

Calidad del Aire Acuíferos Superficiales Calidad de las Lluvias Educación Ambiental Manejo Ambiental en Obras Superficiales

Calidad - Aire Acuiferos S. Control - lluvia

GUAYABAL NE-01

304 000

303 000

AS-13

302 000

PUEBLO NUEVO NW-03

301 000 58

CA-PGM 14 AS-31

37

14

NW-01

300 000

Miravalles III

AS-14 AS-16

11

05

S-1

CA-02

AS-15

299 000

AS-24

GUAYABO

AS-06

AS-25

L

42

LOS CHANCHOS

07

01

CA-PGM 07

31

22

CA-01

AS-27

AS-17

10

15

02

09

08

AS-08

00-00

23

298 000

17

43

NW-02

45

Miravalles I y II SAT-2

AS-05

03

LAG.A

19

46

297 000

47

LAG.B

25

20

SAT-3 LA G.12

CA-06 296 000

LAG.3

49

24

AS-02

AS-07

AS-23 04

AS-18 AS-09

AS-22

SW-02

PEJE

AS-11-12

29

28

AS-19

CA-04

59

16 27

26

Lag Estero Blanco

SAN PEDRO

L

AS-10

SW-01

AS-21

294 000

AS-04

AS-03

AS-01 CA-05

FORTUNA

295 000

21

12

Lag Sainosa

CUIPILAPA

L

Lag. Los Juncos

56

AS-20 51

SE-01

50

52

Lag. Espabelosa

293 000

Lag. Martinete

292 000

SW-03

410 000

409 000

408 000

407 000

405 000

404 000

403 000

402 000

290 000

401 000

MONITOREO AMBIENTAL

406 000

SAN BERNARDO

291 000

Impacto Ambiental de los Proyectos Geotérmicos Positivos

Baja producción de CO2,. Muy baja producción de SOx No genera emisiones de NOx Estos efectos positivos ayudan a reducir los impactos sobre la calidad de las lluvias (lluvia ácida) y reducen el efecto invernadero por la cantidad de emisiones que se reducen al no tener que utilizar hidrocarburos para generar energía eléctrica. Por cada tonelada de CO2 que produce un proyecto geotérmico, una planta térmica produce 33 toneladas.

Impacto Ambiental de los Proyectos Geotérmicos Positivos

No genera contaminación de acuíferos superficiales Los sistemas geotérmicos están diseñados de manera tal que los fluidos extraídos regresan al reservorio, esto permite evitar la contaminación del medio y adicionalmente asegura una mayor vida del campo.

Baja contaminación sónica Los impactos por ruido únicamente se generan durante actividades de mantenimiento de los sistemas, en condiciones de operación normal el ruido generado en los pozos y estructuras del campo son mínimos y fácilmente son superados por el ruido ambiente (viento, etc)

Impacto Ambiental de los Proyectos Geotérmicos Positivos

Bajo impacto visual Por la configuración de las instalaciones y su diseño, el impacto visual de estos proyectos es muy bajo y fácilmente controlable, de hecho en muchos países y no tiene Costa Rica que ser la excepción, este tipo de proyectos son un atractivo desde el punto de vista turístico, por lo que puede significar un gran beneficio para las comunidades dedicadas al turismo.

Impacto Ambiental de los Proyectos Geotérmicos Positivos

Coexiste y es compatible con otras actividades como turismo, ganadería, agricultura, conservación, etc. Dado la forma en la que se distribuyen los elementos del proyecto, es totalmente compatible con cualquier tipo de actividad agrícola, ganadera o como se indicaba anteriormente turística. Miravalles es también un ejemplo claro de que este tipo de proyectos son compatibles con la conservación y recuperación del ambiente, ya que a la fecha todas las propiedades del ICE en Miravalles se encuentran recuperadas y ya son bosques de importante desarrollo.

Impacto Ambiental de los Proyectos Geotérmicos Positivos

Los efectos reversibles.

sobre

el

medio

son

puntuales

y

Las instalaciones superficiales ocupan áreas reducidas y en caso de que no se requiera su uso pueden ser fácilmente removidas y recuperarse las áreas en donde se ubican.

Contribuye al enriquecimiento de la biodiversidad por efecto de la recuperación de áreas (reforestación). Dado que las áreas ocupadas son reducidas, la mayoría de los terrenos pueden ser recuperados o conservados sin ninguna alteración, un claro ejemplo de esto es Miravalles, en donde se han recuperado todos los terrenos aledaños a las estructuras del campo.

Impacto Ambiental de los Proyectos Geotérmicos Positivos

Desarrollo socioeconómico cercanas al proyecto.

para

las

comunidades

El campo Geotérmico Miravalles es un vivo ejemplo de cómo la actividad de explotación de un campo geotérmico contribuye con el desarrollo social y económico de las comunidades vecinas. Para las comunidades de Guayabo, Fortuna, San Bernardo, Aguas Claras, etc, la existencia del campo a significado un gran aporte que ha influido en el desarrollo de infraestructura, comercio, turismo y ha significado un incentivo para que los jóvenes se preocupen por estudiar y superarse en parte gracias a la influencia de saber que existen oportunidades de empleo.

Impacto Ambiental de los Proyectos Geotérmicos Positivos

Beneficio económico para el País.

La explotación geotérmica al ser energía de base, se usa como un sustituto de la producción térmica y por lo tanto significa un gran ahorro de dinero para el país. La actual crisis mundial por el precio de los hidrocarburos obliga a los países a buscar alternativas de generación utilizando recursos internos y en este caso Costa Rica cuenta con un gran potencial geotérmico que debe aprovecharse.

Otros

600

Carbon

Energía geotérmica

Bunker

1200

Gas Natural

Lardarello

400

Tiwi

33 59

Cerro Prieto

20

Krafla

200

Miravalles

1000

The Geysers

13

Las Pailas

Wairakel

(kg/MWh)

Emisiones de CO2 (kg/MWh)

1042

906

800

453

380

272

175

96

0

Emisiones de CO2 (kg/MWh)

49,830

80,000

1,100 3,245 7,205

25

35

55

1,500 4,425 9,825

31,710 700 2,065 4,585

22,650 500 1,475 3,275

20,000

300 885 1,965

40,000

13,590

60,000

2,700 7,965 17,685

100,000

67,950

Las Pailas Miravalles Geotermia (prom) Bunker

120,000

(kg)

122,310

140,000

0 15

MWh

75

135

Emisiones de H2S (kg/MWh)

1458

1600 1400

Miravalles Bunker 810

1200

594

800

59

33

25

24

15

15

11

200

270

162

400

378

600

7

(kg)

1000

0 35

55

MWh

75

135

Manejo ambiental de obras

Satélite I inicio de proyecto

Satélite I actualmente

RECUPERACION AMBIENTAL EN ZONAS DE INFLUENCIA DIRECTA ANTES

ACTUAL

Vista panorámica desde casa de máquinas de la unidad #1 en 1990 y actualmente.

MANEJO AMBIENTAL DEL CAMPO MIRAVALLES

El Instituto Costarricense de Electricidad planifica y ejecuta sus actividades con fundamento en el principio de desarrollo sostenible; su gestión se realiza con una actitud de conservación, protección, recuperación y uso responsable del medio ambiente.

E m is io n e s

d e

C O

k g /M W h

2

1 4 0 0 0 0

H id r o c a r b u r o s 1 2 0 0 0 0

G e o t e r m ia

1 0 0 0 0 0

M ir a v a lle s P a ila s

kg CO2

8 0 0 0 0 6 0 0 0 0 4 0 0 0 0 2 0 0 0 0

M W

Fuente: Reed and Renner 2005

E m is io n e s d e H

2

13 5

12 5

11 5

10 5

95

85

75

65

55

45

35

25

15

5

0

h

S k g /M W h

1800 1600

H id ro c a rb u ro s

1400

M ir a va lle s

1000 800 600 400 200

M W h

13 5

12 5

11 5

10 5

95

85

75

65

55

45

35

25

15

0 5

2

kg H S

1200

RECUPERACION AMBIENTAL EN ZONAS DE INFLUENCIA DIRECTA

Vista del satélite #1 durante su construcción en 1991 y en la actualidad.

RECUPERACION AMBIENTAL EN ZONAS DE INFLUENCIA DIRECTA

Vista panorámica desde casa de máquinas de la unidad #1 en 1990 y actualmente.

CONCLUSIONES 1) Costa Rica dispone de varias zonas con alto potencial geotérmico comercialmente explotable para la producción de electricidad. 2) La electricidad producida con vapor geotérmico como alternativa a la generación con derivados del petróleo es aproximadamente 10 veces más barata. 3) En la actualidad debido a la existencia de numerosas zonas protegidas por Ley, las posibilidades de llevar a cabo exploraciones y explotación en esas zonas son muy reducidas. 4) La energía geotérmica es amigable con el ambiente y genera bajos niveles de contaminación.