Análisis multi-criterio mediante SIG para la optimización del recurso geotérmico en la isla de Gran Canaria RESUMEN

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1 Análisis multi-criterio mediante SIG para la optimización del recurso geotérmico en la isla de Gran Canaria RESUMEN Universidad de Las Palmas de Gran Canaria Escuela de Ingenierías Industriales y Civiles Grado en Ingeniería Geomática y Topografía Autor: Francisco Javier Vidal Fernández Tutor: Francisco Jesús Santana Sarmiento Junio de 2015

2 RESUMEN Ante las consecuencias del cambio climático (deshielo acelerado de los casquetes polares, especies en extinción, etc.), frecuentemente descritas por los científicos, y visto el constante aumento del consumo de combustibles fósiles en todo el mundo, las alternativas renovables y respetuosas con el clima, están adquiriendo una importancia creciente. Estas alternativas renovables son el viento, el agua, el sol, la biomasa y la geotermia, ya que son inagotables y no producen emisiones nocivas para el clima. Al tratar de predecir el futuro de la energía limpia, algunos, como el prestigioso científico y empresario Saúl Griffith, afirman que la figura geotérmica representará alrededor de 1/6 de la fuente de alimentación del mundo. Dicha energía, proporciona energía 24 horas al día los 365 al año, y la convierte en una buena alternativa a los combustibles fósiles. La energía geotérmica se encuentra almacenada bajo la superficie terrestre en forma de calor, el cual procede del interior de la Tierra. Este calor, se alimenta de la desintegración de isótopos radiactivos, de movimientos diferenciales entre las distintas capas que constituyen la Tierra y del calor latente de la cristalización del núcleo externo. La energía geotérmica se aprovecha principalmente para la producción de electricidad, cuando se trata de recursos de alta temperatura (superiores a los ºC). Cuando la temperatura del recurso geotérmico no es suficiente para producir energía eléctrica, sus principales aplicaciones son térmicas en los sectores industrial, servicios y residencial. En el caso de temperaturas por debajo de los 100 ºC, puede hacerse un aprovechamiento directo o a través de bombas de calor geotérmicas (calefacción y refrigeración). Cuando se trata de recursos de temperaturas muy bajas (por debajo de los 25ºC) las posibilidades de uso están en la climatización y obtención de agua caliente. La situación descrita, ha motivado el interés por conocer las zonas donde hay mayor potencial de recurso geotérmico en Gran Canaria. En los estudios realizados en los años 70 y 80 dentro del Plan Energético Nacional por parte del IGME, y en los posteriores por el Instituto Tecnológico y de Energías Renovables y el Instituto Volcanológico de Canarias, se definió a Canarias como una de las zonas del territorio nacional con mayor potencial para el desarrollo de la geotermia en España. Esto es debido a la actividad magmática, ya que es la única zona de España con este tipo de fenómeno en la actualidad. Teniendo en cuenta lo indicado anteriormente, el objeto del presente trabajo fin de grado es realizar un análisis multi-criterio mediante SIG, que permita la localización óptima de diferentes aplicaciones geotérmicas, como propuesta de partida para la optimización del recurso geotérmico existente en Gran Canaria. Para conseguir este objetivo, el primer paso es identificar los factores que favorecen la existencia de un buen recurso geotérmico. Fruto de la revisión de la literatura realizada, se ha concluido que los factores a tener en cuenta en nuestro análisis son los siguientes: 1

3 Rocas volcánicas del Cuaternario Evidencias Geológicas Fallas Recurso Geotérmico Volcanes, centros de emisión, calderas y cráteres Anomalías Térmicas Permeabilidad Gradiente geotérmico Flujo de Calor Permeabilidad Teniendo en cuenta este modelo y siguiendo a Goldstein (1988) Wright et al. (1989) y Noorollahi, et al. (2007), la identificación del recurso geotérmico se ha llevado a cabo cumpliendo el siguiente esquema: Elección de los datos de partida Descarga y adquisición de los datos de partida Tratamiento de los datos de partida Creación de los mapas de factores Asignación de pesos Generación del mapa de recurso geotérmico El mapa final de recurso geotérmico se ha obtenido mediante una combinación lineal ponderada de los diferentes factores anteriormente indicados. El mayor porcentaje (40%) ha sido asignado a las anomalías térmicas, ya que los datos térmicos demuestran la existencia directa de una fuente de calor debajo de la superficie. A los otros dos factores se les asignó el mismo peso (30%), ya que su función es establecer evidencias de que hay condiciones para que exista o se propague dicho tipo de energía. 2

4 Este procedimiento se ha realizado mediante un Sistemas de Información Geográfica (SIG). Los SIG permiten analizar la información en capas, tratarla y generar resultados. En este caso se ha utilizado ArcGIS 9.3. El resultado final del mapa de potencial del recurso geotérmico en Gran Canaria es el que se presenta en la siguiente figura: Una vez obtenido el mapa de potencial del recurso geotérmico, se ha desarrollado una segunda fase del trabajo en la que se han analizado los factores del terreno que favorecen la instalación de las siguientes aplicaciones de energía geotérmica: colectores horizontales, sondas verticales, invernaderos y desaladoras. Los factores tenidos en cuenta para realizar el análisis en cada una de las aplicaciones anteriores han sido las siguientes: Aplicaciones Colectores horizontales Sondas verticales Factores - Temperatura media anual - Temperatura mínima exterior - Temperatura máxima exterior - Temperatura ideal - Permeabilidad - Conductividad térmica de las rocas - Capacidad térmica volumétrica - Permeabilidad - Gradiente geotérmico - Profundidad del agua subterránea - Valor de extracción del calor del terreno 3

5 Invernaderos Desaladoras - Temperatura media anual - Temperatura mínima - Temperatura máxima - Temperatura en el interior del invernadero - Tipo de suelo SRPA-1 - Gradiente geotérmico - Profundidad de las aguas subterráneas - Distancia al mar - Distancia a poblaciones - Carreteras cercanas - Altitud - Zonas protegidas Una vez realizado un análisis multicriterio para cada una de las diferentes aplicaciones anteriormente indicadas, se han obtenido los siguientes mapas que definen las zonas idóneas para la implantación de cada una de ellas: Colectores horizontales Sondas verticales 4

6 Invernaderos Desaladoras Los resultados obtenidos en el presente trabajo, muestran que los municipios con mayor potencial geotérmico en Gran Canaria, son Ingenio y Agüimes, situados en la zona Este Sureste de la isla. Dichos resultados, coinciden con la zona de Gran Canaria propuesta en los estudios del IGME y el IDAE, con mayor probabilidad de albergar recursos geotérmicos. Cabe mencionar, que las actuales desaladoras de agua del mar en la isla, se encuentran ubicadas dentro de las zonas que han sido calculadas y clasificadas como 1ª prioridad, para implantar desaladoras con energía geotérmica. Esta situación, demuestra que se ha seguido un criterio acertado para evaluar y analizar los factores que influyen en la composición de los mapas. 5