Evaluación de la Energía Geotérmica en México - Comisión ...

1.4. ZONAS CON RECURSOS DE ROCA SECA CALIENTE
Para estimar el potencial geotérmico del país a partir de recursos de roca seca caliente, que
podrían aprovecharse para generar energía eléctrica con tecnologías de mejora a través de los
llamados sistemas geotérmicos mejorados (EGS), debe partirse de una estimación de la
energía térmica almacenada en el subsuelo del país.
En el mundo, la energía térmica total almacenada en la litósfera, es decir hasta una
profundidad media de 50 km, ha sido estimada en 5.4 x 10 9 EJ (Dickson y Fanelli, 2003). Las
dos fuentes últimas de esta energía son, por un lado, el flujo de calor proveniente del núcleo y
manto terrestres, y por otro el decaimiento de isótopos radiactivos (básicamente uranio, torio y
potasio) contenidos en las propias rocas de la litósfera. El calor se transfiere del interior de la
tierra hacia la superficie por conducción y en el manto por corrientes de convección, a una tasa
promedio estimada en 1400 EJ anuales. Debajo de los continentes esta tasa es de unos 315
EJ/año, lo que resulta en un flujo unitario de calor promedio estimado entre 59 y 65 miliwatts
por cada metro cuadrado (mW/m 2 ) de superficie continental (Steffanson, 2005; Tester et al.,
2006).
El flujo térmico, también conocido como densidad de flujo de calor, se define como la
cantidad de calor que pasa por una superficie por unidad de tiempo y por unidad de área,
cuando la superficie se somete a un diferencial de temperatura entre sus caras. Se puede
calcular empleando métodos convencionales o métodos geoquímicos. Los primeros se basan
en la ecuación de Fourier: f = K dt/dz, en la que K es la conductividad térmica, t es la
temperatura y z la profundidad. Como se observa, en su expresión unidimensional esta
ecuación indica simplemente que el flujo de calor es igual a la conductividad térmica por el
gradiente térmico. El gradiente térmico vertical define el aumento de temperatura a medida
que aumenta la profundidad, y su promedio normal en el mundo oscila entre 25 y 30°C por
kilómetro de profundidad. Puede determinarse en un sitio específico mediante pozos
perforados expresamente para el efecto, diseñados para evitar la entrada de flujos convectivos
a su interior. La conductividad térmica, por su parte, se define como la capacidad de un
material de conducir calor y puede obtenerse por métodos de laboratorio o por mediciones in
situ (García, 1989).
Los métodos geoquímicos aplicados para estimar flujo de calor son básicamente dos: el del
geotermómetro de sílice y el de la relación isotópica del helio. El primero fue desarrollado
originalmente por Swamberg y Morgan (1979, citado por García, 1989) como una ecuación
empírica que permite relacionar la temperatura de equilibrio de fondo calculada a partir del
contenido de sílice en el agua de un manantial o pozo, con el flujo térmico. Se expresa como:
TSiO2 = m f + b, en la cual TSiO2 es la temperatura de fondo estimada con el geotermómetro
de sílice conductiva en grados centígrados, f es el flujo térmico, y m y b son constantes de
ajuste por regresión. A su vez, la temperatura de fondo puede calcularse a partir de la
concentración de sílice determinada en el agua del manantial o pozo, mediante el
geotermómetro de sílice, que es una ecuación empírica propuesta por Truesdell (1976, citado
por García, 1989) y que se expresa como: TSiO2 = [1315/(5.205-log CSiO2)]-273.15, en la que
CSiO2 es la concentración de sílice en el agua superficial expresada en partes por millón.
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