Universidad Nacional Autónoma de México Centro de Investigación en Energía. Programa de Estudio

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1 Universidad Nacional Autónoma de México Centro de Investigación en Energía Programa de Estudio Geotermia 6 10 Asignatura Clave Semestre Créditos Formación Profesional Ciclo Ingenierías Área Asignatura: Horas: Total Horas: Obligatoria X Teóricas 4 Semana 6 Optativa Prácticas 2 16 semanas 96 Modalidad: Seriación obligatoria antecedente: Curso teórico-práctico Ninguna Seriación obligatoria consecuente: Ninguna Objetivos del curso: El curso provee conocimientos básicos y formativos para que se comprendan las definiciones y los conceptos de la energía geotérmica y su potencial como un recurso renovable (inagotable) y limpio. Asimismo se proporcionarán conocimientos de la energía geotérmica, particularmente en lo que se refiere a su accesibilidad, almacenamiento, distribución en la Tierra, así como las tecnologías existentes para su extracción y aprovechamiento integral en la producción de electricidad y en otros usos directos.

2 Temario No Nombre Horas 1. Introducción - La energía geotérmica como energía renovable 5 2. Conceptos básicos de la energía geotérmica 5 3. Clasificación de los sistemas geotérmicos 5 4. Técnicas de exploración de sistemas geotérmicos Técnicas de perforación de pozos geotérmicos Técnicas de explotación de los sistemas geotérmicos Los recursos geotérmicos y sus principales usos 5 8. Aspectos ambientales del desarrollo y aprovechamiento de la 7 energía geotérmica 9. Aspectos económicos 7 financiamiento de proyectos de energía geotérmica Subtotal 64 Prácticas de laboratorio 32 Total Introducción - La energía geotérmica como energía renovable Objetivo: Que el(la) alumno(a) conozca, de manera general, el escenario mundial y nacional de la generación de energía a partir de fuentes renovables limpias y que sitúe dentro de estas alternativas energéticas a la energía geotérmica. 1.1 Panorama mundial de energía y energías renovables 1.2 Impacto ambiental del consumo de energía 1.3 Escenario comparativo con otras fuentes renovables de energía 1.4 Sustentabilidad y desarrollo de la energía geotérmica 1.5 Escenario mundial actual de explotación de los recursos geotérmicos 1.6 Escenario actual en México de explotación de los recursos geotérmicos 2. Conceptos básicos de la energía geotérmica Objetivo: Proporcionarle al alumno(a) conceptos fundamentales sobre la estructura de la Tierra y el marco geológico en donde se genera y se almacena la energía geotérmica, así como principales las características térmicas que la definen como una fuente de calor inmensa e inagotable. 2.1 Antecedentes históricos 2.2 Recursos de energía térmica de la Tierra y flujo de calor 2.4 Distribución de temperatura dentro de la litosfera 2.4 Naturaleza y distribución de los sistemas geotérmicos

3 3. Clasificación de los sistemas geotérmicos Objetivo: Que el(la) alumno(a) obtenga los conocimientos básicos sobre la formación o existencia de sistemas geotérmicos y distinga los diferentes tipos de yacimientos o reservorios geotérmicos atendiendo a la naturaleza y propiedades de su fluido, así como a las diferentes condiciones de temperatura y presión que dominan en su interior. 3.1 Definición de yacimiento o reservorio geotérmico 3.2 Sistemas hidrotermales Yacimientos de vapor dominante Yacimientos de líquido dominante 3.3 Sistemas de roca seca caliente 3.4 Sistemas geopresurizados 3.5 Sistemas magmáticos 3.6 Sistemas geotérmicos a condiciones supercríticas de presión y temperatura 4. Técnicas de exploración de sistemas geotérmicos Objetivo: Proporcionarle al alumno(a) los conocimientos necesarios para conocer las diferentes técnicas de exploración que se aplican en las tareas de prospección geotérmica, requeridas para decidir la factibilidad de perforar pozos geotérmicos con fines de generación de electricidad o de aprovechar estos recursos para usos directos. 4.1 Exploración geológica 4.2 Exploración geoquímica 4.3 Exploración geofísica 4.4 Estudios vulcanológicos 4.5 Estudios de ingeniería de yacimientos 5. Técnicas de perforación de pozos geotérmicos Objetivo: Introducir conceptos básicos sobre las técnicas de perforación, cementación y terminación de pozos geotérmicos, así como generalidades relacionadas con el uso de la información que típicamente se extrae de los recortes de la formación, su geometría de terminación y las implicaciones económicas de sus costos en un proyecto geotérmico. 5.1 Perforación de pozos profundos Fluidos de perforación y formulación Análisis petrográfico de recortes de perforación Características petrofísicas y químicas de las rocas Columna litológica de pozos

4 5.1.5 Problemas de la perforación 5.2 Cementación de pozos geotérmicos Cementos geotérmicos y formulación Problemas de la cementación 5.3 Terminación de pozos de geotérmicos y costos Geometría típica de pozos geotérmicos Mediciones de registros de presión y temperatura Temperaturas estabilizadas Costos de Perforación, cementación y terminación 6. Técnicas de explotación de los sistemas geotérmicos Objetivo: Que el(la) alumno(a) conozca las trayectorias típicas de conducción en plantas de generación, los principales mecanismos de producción y las características de los fluidos geotérmicos y rocas (o formaciones geológicas) que los circundan. Asimismo se le proporcionará información sobre el tratamiento y disposición de la salmuera geotérmica y las condiciones que debe de cumplir para su posible reinyección en el subsuelo. 6.1 Producción y transporte de fluidos 6.2 Muestreo y análisis químico de fluidos geotérmicos 6.3 Estudios fisicoquímicos de los fluidos geotérmicos 6.4 Propiedades termofísicas y geoquímicas de las rocas 6.5 Física e ingeniería de yacimientos 6.6 Medición de parámetros de producción 6.7 Disposición y tratamiento químico de salmueras geotérmicas 6.8 Reinyección de fluidos de desecho 7. Los recursos geotérmicos y sus principales usos Objetivo: Que el(la) alumno(a) conozca los diferentes tipos de plantas de generación eléctrica a partir de recursos geotérmicos, así como de los diferentes usos directos que tiene en la actualidad la energía geotérmica. 7.1 Generación de la energía eléctrica geotérmica Plantas de vapor seco Plantas de flasheo de vapor (mezcla) Plantas de ciclo binario Aspectos generales de eficiencia y costos 7.2 Control y seguridad de instalaciones geotérmicas 7.3 Usos directos de la energía geotérmica Calefacción y enfriamiento de residencias y distritos (ahorro de energía): Bombas de calor geotérmicas Balneología (baños medicinales en manantiales termales) Agricultura (invernaderos y calentamiento de suelos)

5 Acuacultura (cría de peces, camarones y cocodrilos) Otros usos industriales (secado de productos) 8. Aspectos ambientales del desarrollo y aprovechamiento de la energía geotérmica Objetivo: Proporcionarle al alumno(a) aspectos generales sobre impacto ambiental para entender y comparar el impacto ambiental producido por proyectos de generación de electricidad, particularmente de la energía geotérmica con otras fuentes de energía. Asimismo proporcionarle conceptos generales sobre las medidas de control y las reglamentaciones que se requieren para normar proyectos de explotación, así como procesos típicos de remoción o reducción de emisiones y contaminantes. 8.1 Desarrollo de recursos geotérmicos e introducción a problemas ambientales 8.2 Emisiones y principales contaminantes 8.3 Comparación de impactos ambientales de fuentes renovables y no renovables 8.4 Impactos al ambiente de la energía geotérmica 8.5 Impactos socio-económicos 8.6 Impactos químicos y biológicos 8.7 Seguridad y salud 8.8 Reinyección de efluentes 8.9 Remediación de sitios 9. Aspectos económicos financiamiento de proyectos de energía geotérmica Objetivo: Que el(la) alumno(a) conozca conocimientos generales sobre costos y riesgos de proyectos geotérmicos para la generación de electricidad, incluyendo el aprovechamiento de sus recursos con los usos directos. 9.1 Criterios generales y fuentes de financiamiento 9.2 Evaluación y técnicas de riesgos y mitigación 9.3 Construcción, operación y mantenimiento Bibliografía Básica: V. Torres, V. Arellano, R.M. Barragán, E. González, J.J. Herrera, E. Santoyo, S. Venegas (1993) Geotermia en México. Programa Universitario de Energía, Coordinación de la Investigación Científica, UNAM, ISBN , Ed. Programa Universitario de Energía - UNAM, 161 p. J.L. Hernández Galán (1985) La Energía de la Tierra. Editorial Continental (CECSA), México, ISBN , 231 p. Temas para los que se recomienda: 2-4, 6 2-5, 7

6 H. C. Armstead (2002) Energía Geotérmica. Editorial Limusa, México, ISBN-13: , 200 p. M. Castro, C. Sánchez (1997) Energías Geotérmicas y de Origen Marino. Editorial Paginas de Espuma, España, ISBN-13: , 35 p. R. DiPippo (2005) Geothermal Power Plants: Principles, applications and Case Studies. Editorial Elsevier, Amsterdam, 450 p. H.K. Gupta, S. Roy (2006) Geothermal Energy: An Alternative Resource for the 21st Century. Editorial Elsevier Science, Amsterdam, ISBN-13: , 292 p. M. H. Dickson, M. Fanelli (2005) Geothermal Energy: Utilization and Technology. Earthscan Publications Ltd., UK., ISBN-13: , 226 p. P. Kruger (2006) Alternative Energy Resources: The Quest for Sustainable Energy. Publisher: Wiley, ISBN-13: , 272 p. M.A. Grant (1982) Geothermal Reservoir Engineering (Energy science and engineering). Publisher: Academic Pr., ISBN-13: , 376 p. S.L. Milora, J.W. Tester (1976) Geothermal Energy as a Source of Electric Power: Thermodynamics and Economic Design Criteria. Publisher: The MIT Press, ISBN-13: , 196 p. 2, 3, 5, 7 1, 3 6, 7, 9 1-5, 7, 8 1-3, 5-8 1, 9 5, 6 6, 7 Bibliografía o material didáctico complementario: T.B. Johansson, H. Kelly, A.K.N. Reddy, R. Williams (Editores) (1992) Renewable Energy: Sources for Fuels and Electricity. Island Press, ISBN-13: , 1160 p. E.S. Cassedy (2000) Prospects for Sustainable Energy: A Critical Assessment. Cambridge University Press, UK, 294 p. I. Graham (2001) Geothermal and Bio-energy, Energy Forever?. Publisher: Hodder Wayland; New Ed edition, ISBN-13: , 48 p. World Spaceflight News (2004) 21st Century Complete Guide to Geothermal Energy, Geothermal Heat Pumps, Electricity, Potential, Drilling, Photo Gallery, Geopowering the West, Department National Renewable Energy Lab NREL (CD-ROM). Publisher: Progressive Management, ISBN-13: , p. Temas para los que se recomienda: 1, 8 1 1, 8 1-3, 5, 7-9

7 International Geothermal Association (1995a) Course on: Drafting a geothermal Project for funding (Edited by R.G. Bloomsquist). Pre-Congress Course, World Geothermal Congress 1995, Pisa, Italy, May, 193 p. International Geothermal Association (1995b) Course on: Environmental aspects of geothermal development (Edited by Kevin L. Brown). Pre-Congress Course, World Geothermal Congress 1995, Pisa, Italy, May, 145 p. International Geothermal Association (1995c) Course on: Injection Technology (Edited by J. Rivera). Pre- Congress Course, World Geothermal Congress 1995, Pisa, Italy, May, 176 p. Verma, S. P. & Andaverde, J. (2007). Coupling of thermal and chemical simulations in a 3-D integrated magma chamber-reservoir model: a new geothermal energy research frontier. In: Ueckermann, H. I. (ed.) Geothermal Energy Research Trends: Nova Science Publishers, Inc., D. Chandrasekharam, J. Bundschuh, Editors (2002) Geothermal energy resources for developing countries. Lisse (Países Bajos), Ed. Balkema, 413 p. 5, 7, 9 1, 8 6, 9 2, 5, 6 3, 4, 6, 9 Sugerencias didácticas: Exposición oral X Lecturas obligatorias X Exposición audiovisual X Trabajos de investigación X Ejercicios dentro de clase X Prácticas de taller o laboratorio Ejercicios fuera del aula: Prácticas de campo X Seminarios X Otras: Forma sugerida de evaluar: Exámenes parciales X Participación en clase X Exámenes finales X Asistencias a prácticas X Trabajos y tareas fuera del aula Otras: Perfil profesiográfico de quienes pueden impartir la asignatura:

8 Profesionistas de carreras en ciencias e ingenierías con experiencia en proyectos geotérmicos.