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PROGRAMA REGIONAL DE GEOTERM JA olade T '1[ ílEGIONi1_ oro 1 Hf. RMAl. PROGRAM ~ VULCANOLOGIA APLICADA A LA EXPLORACION GEOl ERM ICA oladca VOi CANOLOGY APPLILO TO G[OTH[RMi\L ~xr1CRA1 ION olaoc. MOMOTOMBO UN VOLCAN AL SERVICIO DEL PAIS olac:fc VJOMOJOMBO. A VOi CANO A; l HE SERVIC[ or -H[ :)[OPLE olodG BIOMASA BJOCOMSUSTIBLES BIOENERGIA oladQ BlOJvlASS BIOflJ[LS BIOENEi1CY olQde

Organización Latinoamericana de Energía Latin American Energy Organization

Marzo· Abril/84 M;irch Ap11 / 84

REVISTA ENERCETICA 2184

AÑOB

Organización Latinoamericana de Energía

REV!S Ti; ENERGETICA 1s published bimonthiy by the Permanent Secretanat o! uie Latm American Enr,rgy Orqaruzation. PO BOx 5,¡13 C C 1 Ouuo Ecu;idor

REVISTA ENERGETICA es publicada. bunestralrnente.por la Secretaria Permanente de la Organización Latinoamericana de Energía. Casilla 6413 CCI Ouito-Ecuador

fhe s.oneo ameres are !he exclusive responsíbmtv of the1r autnors and tl1ev do no: necessaruy exoress the olíicia~ position ot tne Perrnanent secretanar

Los artículos firmados son de la exclusiva responsabilidad de sus autores y no expresan, necesariamente, la posición o1icial de la Secretaría Permanente.

MOMOTOMBO: UN VOLCJ\N AL SERVICIO DEL PAIS 21 , icte MOMOTOMBO: A VOLCANO AT THE SERVICE OF

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VULCANOLOGIA APLICADA A LA EXPLORACION 'IC\1-GEOTERMICA 17

VOLCANOLOGY APPLIED TO GEOTHERMAL EXPLORATION 59

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EDITORIAL EDITORIAL

PROGRAMA REGIONAL DE GEOTERMIA , I C\C THE REGIONAL GEOTHERMAL PROGRAM

ORGANO DE DIVULGACION TECNICA DE LA ORGANIZACION LATINOAMERICANA DE ENERGIA (OLADE) . PERIODICAL FOR DISSEM INATION OF THE LATIN AMERICAN ENERGY ORGANIZATION

lad MARZO - ABRIL/84 MARCH - APRIL/84

/ ANOB


.·.·.JEFEDH~~PAR~A~E~TO_DEINFQRMACl~N·Y··.·. .. RELACIONES PUBLICAS

.....•... ~~DP~~~~ER~~~~l~~iNT OF INFORM~T.ION

·Miriam Morol<=s.

. . ··· GENERAL ADVISOR

. . . . . : . . ·. Marcio N,unes

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to~n~li~ Morch6n •·· ·.

DIRECTOR DE COOPERACION REGIONAL. Y EXTRARREGIONAL · . . . . . . . .. D.IRECTOR OF. REGIONAL A.ND EXTRA~Rl;GIONAL ..

-, COQPERATl.QN ·. . .

. DIRECTO!? TEcNicci .. ··. TECr!Nl(:Al. DIRECTOR

• DIRECTOR DE E~TUoios E~ONOMIC~S y .•• ', ·.PLANIFICACION ENERGETICA , DIRECTOR OF ECONOtv\,ICSTUDIES AND ENERGY

PLA.NNING

ASESOR GENERAL

· Joóo Pírnentel

· . Eduardo Pascual .. ·

Uloses Ramírez Olmos .. SECRErA.RIOEJECUTIVO :. EXECÚT!VE SECRET ARY

CONSEJO E.DITORIAL . EDITOR iAL BOARD_~-

O«lado ÓRGANIZAÓON LATINOAMERICANA DE ENERGIA . · .•... LATIN AMERICAN ENERGY()RGANIZATION


GUSTAVO CUELLAR JEFE PROGRAMA REGlONAl DE GEOTERMIA

En este marco, OLADE mira con optimismo el futuro de la geotermia y la bioenergía en el contexto actual de América Latina para poder integrar estas fuentes energéticas, en buena medida, o la oferta de energía de nuestros países, coadyuvando a lo satisfacción de esta necesidad imperiosa para el desarrollo regional.

Los trabajos incluidos en la presente edición, apoyan la creciente necesidad de diver- sificar la oferta energética, lo cual será posible lograr solamenle a través de una política de amplia cooperación regional apoyada en dos pilares fundamentales: la transferencia tecno- lógico y la consecución de recursos financieros. OLADE, a través del PLACE, está instrumen- tando varias acciones orientadas a alcanzar estos objetivos, habiéndose logrado el acceso a financiamientos concesionales para buen número de programas nacionales en los cuales se propende a favorecer una amplia participación tecnológica regional.

Con relación a la bioenergía, al considerar que la totalidad de los países latinoamericanos la utilizan como recurso energético y que en varios de ellos representa un elevado porcentaje de la energía primaria producida; esta fuente renovable derivada de los productos forestales y agrícolas ofrece una clara alternativa energética para los países de la Región. En este contexto es muy interesan le el artículo sobre "Biomasa-Biocombustibles-Bioenergía".

Reflejo de lo anterior es el "Programa Regional de Geoterrnia de OLADE" y "Un Vol- cán al Servicio del Pueblo", artículos que describen algunos de los más recientes logros de la geotermib en América Latina. Asimismo, corno resultado de los progresos tecnológicos alcanzados en la ejecución de los programas nacionales de exploración se presenta "La Vul- canología Aplicada a la Explotación Geotérmica" que es una visión objetiva del papel que desempeñan los estudios vulcanológicos como herramienta de evaluación en los ambientes geológicos de cordillera característicos de una importante porción del territorio de Arnéricc Latina.

Actualmente OLADE, en el contexto del Programa Latinoamericano de Cooperación Energética (PLACE), ha venido ampliando las actividades de su programo geotérmico -el mismo que inicialmente se concentró en la prospeccción de los recursos de alta temperatura - incorporando acciones para favorecer la búsqueda de recursos de boja y media temperatura utilizables para fines de sustitución energética en la industria, y, eventualmente, para gene- ración eléctrico. Lo antes citado permitiría ampliar las posibilidades de utilizar los recursos geotérmicos a prácticamente toda la región.

El importante papel que puede desempeñar la geotermia, se evidencio con la capacidad instalada en El Salvador, lo misma que ha permitido satisfacer hasta un 45% de la de- manda anual de energía eléctrico y, en condiciones normales, prescindir totalmente de los derivados del petróleo para fines de generación eléctrico.

las experiencias regionales en materia de generación geotermoeléctrica, en gran es- cala, se remontan a 1972 cuando México puso en marcha la central geotérmica de Cerro Prie- to, con una capacidad instalada de 76 MW; seguidamente entró en servicio la central geo- térmica de Ahuachapón, El Salvador (1975), con una capacidad instalada de 35 MW en su primera etapa, ampliado en lo actualidad a 95 MW. La puesta en marcho de lo Central Mo- motombo, Nicaragua, con 35 MW de capacidad, constituyó otro hito dentro del desarrollo de este recurso en América Latina, objetivo en el cual se hallan empeñados actualmente 18 paí- ses miembros de OLADE.

El potencial disponible en la región con estas dos fuentes de energía, pese a que to- davía no se ha cuantificado con exactitud, sería verdaderamente exitante; lo cual se apoya en que dentro de algunos países en particular, ya reflejan una incidencia considerable dentro de su balance energético.

Entre las fuentes alternas de energía que a corto o mediano plazo pueden desempe- ñar un importante papel para contribuir a la solución del problema energético en un buen número de países latinoamericanos, se encuentran la energía geotérmica y la bioenergía.

EDITORIAL


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En general, un proyecto geo1érmico 1ipo se com- pone de 2 partes claramente definidas; la primera, tie- ne un carácter de alto riesgo, similar a lo exploración de cualquier mineral o energético, y su objetivo es la identificación del reservorio (campo geotérmico) incluyendo un estudio de su posible utilización. La segunda, es de 1ipo mixto (de riesgo exploratorio y tecnoló- gico) y concierne al desarrolla y explotación del reservorio.

La melodologío OLADE, por el contrato, propende a un trabajo mancomunado de un grupo multidiscipli- nario de especialistas bajo uno guía definida, aunque flexiblemente adaptable o las condiciones particulares de los distintos países y ambientes geológicos.

Una de los dificultades por las que atravesamos los países la1inoamericanos que empezaron o desarro- 1 lar sus programas de exploración geotérm ica, fue la falta de una guía que permitiera la ejecución de di- chos programas mediante la utilización racional de sus recursos poro obtener resultados en plazos ade- cuados. Esto situación provocó, en aquella época, cierto grado de confusión, cuyo resolución fue confia- da o los esfuerzos aislados de "expertos" que inten- taron enfrentar! o en función de sus propios pu ritos de vista fuertemente influenciados por e 1 grado de su conocimiento personal o especialización.

LA METODOLOGIA DE EXPLORACION GEOTERMICA OLADE

lado, de manero fundamental a promover y difun- dir el aprovechamiento de la energía geotérmica para fines de generación eléctrica, mediante los recursos de alto entalpía, a pesar de que los de medio y baja entalpía potencialmente disponibles aún con mayor profusión, podrían competir con otras fuentes como el diesel y otros derivados del petróleo en diversos usos tales como: secado y presecado de granos, bagazos, calefacción y refri- geración agroindustrial, procesos industriales y generocioón de eleclricidad medion1e sistemas no convencionales, etc.. lo cual expande las posibilidades de uno utilización más amplia del recurso.

Teniendo en cuento lo an1erior, el Programa de Geo1ermia de OLADE, estuvo originalmente orien-

Pueden así constituirse en un gran aporte de ener- gía firme (centrales de base) muy importante para los sistemas eléctricos en vías de in1egración, afian- zándose como una buena alternativa de sustitución del petróleo y sus derivados, complementariamen1e con lo hidroelectricidad.

En efecto, actualmente se desarrollan actividades más o menos continuos e intensivas en 18 países de lo región, debiendo des1acarse el impulso adquirido en aquellos que requieren sustituir el consumo de derivados de petróleo, por ser importadores netos, o por encontrarse cerco del límite del aprovechamiento de sus recursos hídricos.

De esto forma podría afirmarse que la geotermia puede jugar papeles importantes dentro del sector eléctrico de los países que disponen del recurso, y asimismo predecirse que, una vez terminada la evaluación de su magnitud ésta tendría uno al- fo prioridad para su desarrollo y explotación.

En Nicaragua, con la primero etapa de Momo!om- bo se cubre un 25% del total de la energía eléc- trica consumido en el país; al entrar en operación la segunda etapa se espera alcanzar un 40%.

Aún cuando lo par1icipación en la generación eléc1rico en América Latina todavía es bojo (0.4% ), en El Salvador representa hoste un 45% la produc- ción de energía eléctrica durante 1982.

La producción de energía eléctrica a partir de lo geotermio ha crecido rápidomen1e de 563 GW-H en 1975 o 1809 GW-H en 1982, concentrado en México y El Salvador. Los previsiones indican que hacia 1985 se incrementará lo copo e idod instalada de 300 MW a 790 MW, con lo que se alcanzaría una generación de alrededor de 4700 GW-H. En 1983 fue inaugurado la primero etapa de la central de Momotombo (35 MW) en Nicaragua.

neroción eléctrico cons1ituyéndose en una alterna- tivo de sustitución del petróleo paro esos fines.


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10

Poro satisfacer las necesidades de personal técni- co nacional capacitado en las disciplinas relativos a la exploración geotérmica, derivados de lo ejecución de los antes referidos proyectos específicos, se ha imple- mentado un amplio programa de capacitación o tra- vés de cursos de post-grado en Geofísica, Geovulca- nología, Ingeniería de Reservorios, Tecnología de Per- foraciones y Geoquímica, dirigidos a los profesionales de la región directamente vinculados con los estudios que se desarrollan en sus respectivos países. Los cursos tienen una duración de 10 semanas cada uno y se han impartido con el apoyo de las siguientes universi- dades, institutos y organismos nacionales: Corporación Autónoma Universitaria de Manizoles, Central de Hi- droeléctrico de Caldas en Colombia; Universidad Cen- tral del Ecuador e Instituto Ecuatoriano de Electrifica- ción (INECEL); Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM); Comisión Federal de Electricidad (CFE) e Instituto de Investigaciones Eléctricas (llE) de México.

CAPACIT ACION

Además se ha brindado asistencia técnica puntual para los estudios de prefactibilidad en Ecuador y Re- pública Dominicana.

US$ 11 X 1()6 Estudio de factibilidad Sol de Mañana

BOLIVIA -

Honduras - Reconocimiento nacional y prefactibílidod US$ 2 x 1()6

Nicaragua - Estudio de factibilidad área el Hoyo - Montegalán US$ 2 x l ()6

Adicionalmente se ha prestado apoyo técnico y de gestión financiera a los siguientes programas nacionales:

El cuadro Nº 3 presenta costos y duración apro- ximada de los proyectos en ejecución y por iniciarse con la asistencia técnica de OLADE.

zedas, así como el apoyo en la búsqueda de financiamientos de carácter concesional para que sean asignados directamente a los países.

Tomando en cuenta que numerosos campos geo- térmicos han superado los fases iniciales de lo explo- ración, los países han solicitado asistencia de OLADE para el desarrollo de los estudios en fases más avan-

Respondiendo al interés y solicitud de varios go- biernos de la región, hasta la fecha se desarrollaron bajo fa coordinación de OLADE, trece (13) proyectos integrales, concernientes a la exploración geotérmica en sus fases de reconocimiento y prefactibilidad, cuadro Nº 2. Las gestiones financieras para la realiza- ción de todos los trabajos fueron realizados por OLADE, lográndose financiamientos de carácter no reembol- sable para todos los casos.

Es de destacarse que la capacidad geotermoeléc- trica actualmente instalada en México, El Salvador y Nicaragua totaliza 305 MW, y constituye un gran ins- trumento de apoyo para incrementar la confianza por el fomento de los recursos geotérmicos dentro de la reqron. la figura l muestra los países que desarrollan proyectos geotérmicos y el cuadro Nº 1, el estado de avance de ocuerdo a la metodología OLADE.

El impulso adquirido por las actividades geotér- micas en la región involucra actualmente a 18 países, dentro de los cuales se han reconocido unas 60 áreas de interés que, a su vez, han permitido la estructura- ción de unos 40 proyectos de estudio; cuyos estados de avance osci Ion entre estudios de reconocimiento hasta la explotación de 4 campos.

A. SITUACION ACTUAL DE LA ENERGIA GEOTERMICA EN AMERICA LA TINA Y PROGRAMA OLADE

La metodología empleada y los resultados obtenidos durante la primera evaluación pasarán a inte- grarse a un proceso dinámico, con revisiones periódi- cas, el mismo que se tornaría gradualmente más con- fiable a medida que se disponga de mayor informa- ción en las etapas sucesivas. OLADE continúa traba- jando en lo referente a completar los criterios para la estructuración metodológica definitiva.

cion, tomando como parámetro de ajuste la cantidad de energía asociado con la intrusión magmática.


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12

1t. EXPLORACION: RECONOCIMIENTO Y PREFACTIB!LIDAD

0 EXPLORACION: FACTIBILIDAD

* CAMPO GEOTERMICO EN DESARROLLO

0 CENTRAL GEOTERMOELECTRICA

LEYENDA

Neuquén

Son Juan

Estero y Tucurnori

El Tallo ARGENTINA: .Santiago del

CHILE

Volcánica Sur

Laguna Colorada Sajona - Solar de Empeze

Cordillera

BOLIVA: C. Central

Tufiño - Chiles ECUADOR - Chal':'~Pª~s __ _,.__~

COLOMBIA - ECUADOR

COLOMBIA: Ruiz

GUATEMALA: Zunil

HA!TI: Reconocimiento Nacional y prefactibilidod

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~ JAMAl~A: c:é ~ . . . Reconocimiento Nacional . D~'o A.s;RENADA: Reconoc1rn1ento nocional

NICARAGUA: El Hoyo - Tizote ':'"o o"

MEXICO

REP. DOMINICANA: Reconocimiento nacional

Cerro Prieto lSOMW

MEXICO

AME RICA LA TINA


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14

Reconocimiento a· nivel nacional Prefoctibilidad del área Barú-Colorado Prefactibilidad del área Amatitlán Prefactibilidad baja y media entalpía Desarrollo y Explotación Chipilapa-Ahuachapán Prefactibilidad Proyecto Binacional Chiles - Cerro Negro y Tufiño

l. Panamá 2. Panamá 3. Guatemala 4. Haití 5. El Salvador 6. Ecuador

y Colombia

COSTO PLAZO (MILES US$) (MESES)

600 16 2200 23 1860 16 600 12

4000 20

1200 16

NOMBRE PAIS

PROYECTOS EN EJECUCION

ORGANIZACION LATINOAMERICANA DE ENERGIA (OLADE)

Programa Regional de Geotermia

CUADRO 3

590 340 200 210 590 170 60

580 600

2.000 35

340 170

Reconocimiento

Reconocimiento Reconocimiento Prefoctibilidad (Tufiño) parcial Reconocimiento Reconocimiento Reconocimiento Prefactibilidad "Cul de Scc"

1. Colombia 2. Ecuador 3. Ecuador 4. Granada 5. Guatemala 6. Haití 7. Haití 8. Jamaica 9. Nicaragua

10. Nicaragua l l. Panamá 12. Perú 13. República Domínicana

Reconocimiento Prefactibilidad EL HOYO-SAN JACINTO Evaluación de información Provincia de Chiriquí Reconocimiento Reconocimiento

COSTO (MILES DE US$)

ETAPA DE ESTUDIOS PAIS

PROYECTOS EJECUTADOS

ORGANIZACION LATINOAMERICANA DE ENERGIA (OLADE}

Programa Regional de Geotermia

CUADR02


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Idealmente se podría reconstruir un proceso erup- tivo en el que se produce este fenómeno y los even- tos se sucederían en el siguiente orden: la actividad se inicia con el ascenso del magma por el conducto, aparece lo columna eruptiva que deposita piroc!ostos

El freotomagmatismo resulta una herramienta muy útil que solamente requiere reconocer los puntos antes indicados. El estudio en realidad no es muy simple, puesto que los porámeiros que intervienen en el fenómeno pueden variar substancialmente (re- lación de masas de agua y magma que interaccionan, niveles en donde se produce el fenómeno, etc.).

Esto implica que el vulcanólogo pueda reconocer en el campo los productos volcánicos originados por un proceso de in!eracción, y que defina si es que la mismo ocurrió en niveles superficiales como en el caso de una laguna cratérica o en niveles profundos como es el coso de un acuífero e incluso, sí el agua de estos niveles profundos estuvo fría o. caliente. Final- mente se requiere conocer la edad de las erupciones y evaluar si es que las condiciones hidrogeológicas que existían al momento de la ocurrencia del fenó- meno, subsisten hasta el presente.

Las nuevas técnicos geovu lcanológ ices pueden ayudar o definir la presencia de un reservorio geotér- mico en profundidad, y se basan en el conocimiento del fenómeno del freatomogmatismo que ocurre por la interacción agua-magma.

El RESERVORIO

En este momento podemos decir que conocemos los parámetros fundamentales de nuestra cámara magmática pudiendo analizarse el siguiente aspecto:

vas de lo serie incluida una que refleje la· composrcion química del líquido magmático más evolucionado (un vidrio separado de los términos más ácidos). Este análisis debe ser hecho tomando en cuenta el exa- men petrográfico y realizado previamente en las muestras (relaciones cuarzo-matriz, piroxenos-anfíboles, anfíboles-matriz, biotita-matriz, oliviano-matriz, zona- ción en plagioclosas, etc.).

La profundidad de la cámara mogmática puede ser determinada en términos de presión de equilibrio de las foses minerales para lo cual resultan muy útiles los análisis del diagrama normativo Q -Or Aben donde están reportadas las curvas de equilibrio del siste- ma, o diferentes presiones parciales de volátiles, y sus temperaturas de equilibrio, siendo también necesario reconstruir el proceso de cristalización. En estos diagramas se ubicarán las muestras más representati-

Hasta este punto conocemos de la existencia de lo cámara, su volumen y geometría, necesitándose entonces calcular su temperatura y profundidad. A partir de los análisis químicos efectuados sobre muestras previamente escogidos de los productos de nues- tro volcán, utilizamos una serie de diagramas de va- riación de varios elementos en función del sílice (K20; No20 + K20; Na20; Al203; Ti02; Mno; FeO + Fe 203). El análisis de los mismos nos indicará si es que esta- mos, o no, en presencia de una serie evolutiva; esto es, debe notarse un aumento regular del contenido de alcalis y potasio con relación al incremento de sílice y también una progresivo disminución de los otros elementos.

En función de datos se calculo lo maso del magma primario, esto es la maso original de magma que luego de los procesos de diferenciación produjo los productos ácidos encontrados en superficie. Con lo ayudo de la masa del magma se conoce el volumen del líquido magmático y uno vez determinado esto debe establecerse lo geometría de lo cámaro. Para esto, es necesario acudir o los datos geológicos local- les y regionales. Conocemos que el magma ascien- de por zonas de debilidad de lo corteza terrestre, situación encontrada en fallos sometidas a esfuerzos de tipo distensivo. En un caso como estos, es de su- poner que la cámara mogmótico tendrá una geome- tría tabular. Un caso diferente será por ejemplo en un colapso co!dérlco en donde haya habido volcanis- mo posterior a! colapso, lo cámara magmática proba- blemente tendrá una geometría y más o menos cilín- drica.

puede determinarse con los estudios de campo (mapa geológico), se podrá conocer lo masa de líquido mog- mático que los engendró.


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22

A fines de 1973, el Gobierno decidió poner a cargo de lo Empresa Nacional de Luz y Fuerza (ENALUF) la ter- minación del programa de exploraciones geotérmicas. Para finalizar el programo original del Gobierno, ENALUF contrató los servicios de la Compañía Consultora ltalia- nna ELECTROCONSULT, el 15 de Mayo de 1974, con el propósito de finalizar las pruebas del campo Momo-

Los estudios y trabajos de reconocimiento ejecutados bajo este plan de trebejo se limitaron a las zonas de Momotombo y San Jacinto-Tiza!e y confirmaron la ex istencio de dos campos geotérm icos distintos, de 1 O Km2 y 7 Km2 de extensión lateral, con temperaturas mayores de los 230° e y ambos con prospecciones promiso- rias a valor comercial.

El 23 de Diciembre de 1972, un terremoto de pro- porciones catastróficas azotó o lo ciudad de Managua, capital del País, perdiéndose en la destrucción de lo oficina, archivos e instrumentos. A comienzos de Marzo de 1973, el Gobierno decidió reducir temporalmente el avance del proyecto y llevar solamente a término los estudios geológicos, geoquímicos y geofísicos, que yo ha- brán sido comenzados y se encontraban en etapas avan- zadas, quedando el proyecto terminado con lo presen- tación de un informe final en Diciembre de 1973.

o. Demostrar por medio de perforaciones de pozos profundos, que uno de los campos Momotombo o Son Jacinto, presentaba perspectivos desde el punto de vista comercial, con producción suficiente de vapor para una central de energía de 30MW.

b. Elaboración del diseño preliminar y un estudio de factibilidad técnica económica para una planta de generación e léctríca.

Los objetivos inmediatos eran continuar con el programo establecido por el Gobierno en 1969, es decir:

misión confirmó las principales conclusiones y recomen- dó lo ejecución de una Programa amplio de explotación. En cumplimiento de esos recomendaciones el Gobierno presentó al Programa de los Naciones Unidas poro el Desarrollo, (PNUD) una solicitud de asistencia técnica y financiero, que fue aprobada por e! Consejo de Admi- nistración en Enero de 1972.

A petición del Gobierno de Nicaragua, una misión de especialistas de los Naciones Unidos, visitó el país en Mayo de 1971, con el objetivo de examinar los trabajos ya realizados y formular sus recomendaciones; la

Los estudios finalizaron en Febrero de 1971, conclu- yendo que el área de fumarolas del Volcán Momotombo mostraba indicaciones fuertes de que podía desarrollarse un reservorio comercial de energía geotérmica, ca- paz de soportar una planta eléctrica de 35MW o más. El área de fumarolas de San Jacinto también presentaba las características de un reservorio con potencial comercial de energía geotérmica.

Fu marolas del Volcán Momotombo Sur Fu marolas de San Jacinto-Tizate Fu marolas del Volcán Cosita Fumarolas del Volcán Telica-Ñajo Area Termal del Lago Jiloo-Apoyeque Fu marolas del Cerro Colorado Fuentes termales de Tipitopa Pozos termales de la Hacienda Agua Caliente-Villa Salvadorito Fuentes termales de San Luis

Basándose en los estudios realizados, la Texas lnstruments lnc. clasificó 10 sitios de potencial geotérmico, los cuales son:

En Junio de 1969, el Gobierno de Nicaragua cele- bró un contrato con TEXAS INSTRUMENTS INCORPORATED para llevar a cabo investigaciones, con el objetivo de localizar y delinear campos de potencial geotérmico en la Región Occidental de Nicaragua, incluyendo compi- lación de datos en manifestaciones termales, mapeo geológico regional y detallado, levantamiento geofísico y geoquímico, perforaciones de pozos poco profundos paro medición de gradiente de temperaturas y perfora- ción de un pozo profundo de prúeba.

En cuanto a las inspecciones hechos en los campos furnorólicos pueden anotarse las zonas de Momotombo, San Jacinto, Laguna de Ji loa y Tipitapa.

Las tres primeras interesaron a los técnicos desde el punto de visto geotérmico.


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Las técnicas de perforación y terminación de los pozos geotérmicos empleados en Momotombo, han sido semejantes a las que se aplican a los pozos petrolí-

Para alimentar la primera unidad de 35MW que en- tró en operación en Septiembre de 1983, se conectaron 5 pozos productores de vapor, de los cuales, uno es de reserva y cinco pozos para reinyectar los aguas resi- duales.

En Momolombo existen dos etapas de perforación de pozos: una que va de Noviembre de 1974 hasta Agos- to de 1978 y otra que va desde Octubre de 1982 hasta Junio de 1983. En la primera etapa se perforaron 32 pozos de los cuales 20 son productores y 4 de reinyec- cron. En lo segunda etapa se perforaron 3 pozos, de los cuales 1 es de producción (para la segunda unidad) y los otros dos son de re inyección.

POZOS

La correlación de los niveles claves permitió con- firmar o negar lo existencia de fallas inferidos por otros técnicas de observación (especialmente fotos de satéli- te por medio del método de radar con apertura sintéti- ca} y calcular la dirección y tamaño de los desplaza- mientos de dichas fallas. La combinación del mapeo por fotos rodar y de investigaciones de detalle de la li- tología permitió la preparación de un nuevo mapa del área, bastante diferente si se le compara con versiones anteriores.

Esta columna estratigráfica está constituida por productos volcánicos de composición variable, desde ba- sáltica hasta acíclica, presentándose principalmente en sus equivalentes piroclásticos; existen sin embargo co- lados lávicas en número suficiente para facilitar, yo sea la clasificación petrográfico como la correlación entre los pozos. Lo unidad más profunda contiene calizas marinos fosilíferas de edad Miocén; -, superior.

Estudios anteriores (CECl-California Energy Corn- pany lnc., 1979, IECO-lnternational Engineering Com- pany 1980} subdividieron la columna estratigráfica per- forada por los 32 pozos geotérmicos en ocho unidades distintos.

OJ24

Estratigráficamente esta secuencia se puede corre- lacionar fácilmente, utilizando el mapa de correlacio- nes estratigráficas de Parson (1972), con el grupo de se- dimentos y cenizos del Coyol Inferior de edad Mioceání- co Medio-superior. Esta unidad está cubierta por los aglomerados, lavas y cenizas del Coyor Superior del" Plio- Pleistocénico; por último con la reactivación del vulcanismo en el Pleistocénico/Cuaternario, toda la sucesión fue recubierta por lavas y piroclásticos en niveles bien distintos.

El basamento local de los volean itas de Momotom- bo, alcanzado sólo por una pequeño porte de los pozos perforados, incluye uno secuencia de derrames lávicos, piroclósicos y aglomerados con intercalaciones delga- das, en las partes más profundas de los pozos, de piro- clósticos fosilíferos retrabajados.

El volcán Momotombo, en el borde sub-occidental de lo Depresión Nicaragüense, se encuentra en uno ubicación donde dicho depresión cambia de rumbo desde 308° al norte hasta 320° al sur.

Directamente en la zona de los Marrabios, el borde occidental de la placa del Caribe paso encimo de la placo de Cocos. Esta última se hunde en la conspicua fosa de Centro Américo, justo unos l 00 Kms. afuera de

la costa de Nicaragua. Sobre la placa del Caribe existe la evidencia de uno zona de extensión detrás del orco insular, produciendo una graben, la Depresión Nica- ragüense, unos 60-80 Kms. de ancho, subparalelo a lo fosa de Centro América.

La ubicación vulcano-tectónico de la cordillera de los Marrobios, de la cual el volcán Momotombo formo parte, está controlodo por uno de los ejemplos más complejos de interacción entre las placas lítosféricos terrestres. los bordes de cuatro de estas placas son tanto convergentes como divergentes, produciendo así uno multitud de fallos "transform", dorsales compresivos, fosas de alto mor, vulcanismo de arcos insulares y vul- canismos de placas crecientes.

GEOLOGIA

ción medía alrededor de los 100 mts. alcanzando uno de los pozos una elevcción hasta de 250 mts.


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28

DATOS BASICOS DE OPERACION

Operación Régimen Nominal Máximo

Potencia kw 35 000 40 370

Factor de potencia 0.85 0.98

Presión de admisión en turbina bar 7.00 8.10 Presión al colector de vapor bar 7.35 8.50 Presión al condensador bar 0.125 0.145 Caudal de vapor a las válvulas de ingreso turbina kg/h 264 125 302 006

Caudal de vapor a los eyectores kg/h 15 968 15 968 Caudal total de vapor kg/h 280 093 317 974 Consumo de los auxiliares kw 2 200 2 200 Consumo específico bruto kwh 8.00 7.90

Consumo especifico neto kg/kwh 8.50 8.30

CARACTERISTICAS DE PRODUCCION DE LOS POZOS PRODUCTORES

POZO CAUDAL TOTAL CAUDAlVAPOR ENTALPIA (kg/s) (kg/s) (kj/kg)

MT-2 60 12 1,100

MT-3 95 18 1,100 {*) MT-4 08 08 2 700

MT-9 70 13 1100

MT-10 07 (*) 07 (*) 2 700

MT-12 20 20 2 700

MT-17 40 08 1 100 (*)

MT-19 20 04 1 100

MT-20 32 32 2 700

MT-21 34 06 1 100

MT-22 60 11 1 100 (*)

MT-23 85 16 1100

MT-25 55 10 1100

MT-26 90 17 1100

MT-27 140 26 1 100 (*)

MT-31 110 12 0950

NOTA: (*) Se prevé evolución hacia producción de vapor seco.


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32

Sin embargo otros árboles producen hidrocorbu-

Determinados vegetales tienen una savia o látex de composición semejante a ciertos combustibles o productos químicos derivados del petróleo. El ejemplo más conocido es el caucho natural.

D. BIOFLUIDOS

El cultivo de recursos fotosintéticos acuáticos tie- ne una historia muy corto en relación a cultivos terrestres. La mayor parte de las tecnologías emanan, actualmente, de las naciones asiáticas.

De estos vegetales, el más conocido en Brasil es el aguapé, sobre el cual se están realizando investigaciones para transformarlo en bloqos a través de di- gestión anoeróbica.

Estos vegetales acuáticos constituyen una enorme fuente de biomasa, teniendo un gran potencial ener- gético y un excelente valor como ración. Esencial- mente son vegetales altamente productivos que no necesitan de tierras cultivadas, fertilizantes, sembrado o pesticidas. Alcanzan una producción de 85 ton/ha/ año de materia seca.

Una considerable cantidad de tipos de biomasa, prácticamente sin utilización, proliferan en las aguas a través del mundo.

Existe una gran variedad de vegetales que cre- cen en las aguas. Estos vegetales varían desde las microalgas unicelulares hasta las macroalgas. Estas plantas, para su desarrollo necesitan de radiación solar, dióxido de carbono y nutrientes. Los vegetales acuáticos pueden desarrollarse tanto en agua dulce (lagos, represas, ríos) como en agua salada (océanos).

C. VEGETALES ACUATICOS

amiláceos (mandioca, maíz, batatas, etc.); celulosa (pasto, bambú, etc.) o sacarosa (caña, sorgo sacarino, etc.).

Las plantaciones energéticas de vegetales no le- ñosos deben ser ricas en:

Los tipos de plantaciones energéticas a ser cu lti- vadas dependen del tipo de biocombustible que se desee obtener, y de las condiciones edafoclimáticas de la región elegida. El biocombustible, a su vez, depende en consecuencia de las necesidades del mer- cado energético que se deben satisfacer.

Se incluyen en esta categoría los vegetales de pequeño porte, normalmente son productores de ali- mentos pero que también sirven como fuente energé- tica. Casi siempre son plantados y sus cultivos son periódicos. Podríamos señalar como ejemplos: caña de azúcar, sorgo sacarino, remolacha, etc. Estas fuentes presentan la ventaja de un acceso más con- veniente para los usuarios de la energía que el de las florestas de la categoría anterior.

B. VEGETALES NO LEÑOSOS

El replante de estas áreas taladas debe hacerse con árboles genéticamente superiores, para que pueda aumentar gradualmente la cantidad total de recursos forestales que estarán disponibles en el futuro, sin que se aumente el área plantada. Es seguro que el aumento de los recursos forestales y la administración inteligente de florestas existentes resultarán en una mayor producción de combustibles.

Cuando la tala de árboles de florestas nativas no es controlada adecuadamente, la explotación de el la, para leña o para otros fines, provoca una transforma- ción extensiva en desiertos.

naturalmente, en florestas nativas; artificialmente, en florestas plantadas

Esta categoría engloba vegetales con caracterís- ticas de alta densidad, alta dureza, alta rigidez, alia- das a un alto contenido de lígnina. Los vegetales leñosos o las maderas ocurren:

A. VEGETALES LEÑOSOS

Las fuentes primarias de biomasa con fines ener- géticos, puede ser closificodos en:


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34

El principal combustible producido por el proceso

2.2.1 FERMENTACION

fermentación - digestión anaeróbica

2.2 Conversiones Biológicas

El estudio de las conversiones biológicas de la biomasa puede ser subdividido en:

Durante siglos algunas formas de biomasa han sido usadas directamente como combustibles, sin nin- guna transformación antes de su utilización. No obstante, actualmente, ya existen muchas tecnologías para la conversión de biomasa en biocombustibles, con objeto de facilitar el aprovechamiento energético.

Toda esta variedad de caminos para convertir biomoso en biocombustibles obedece a los principios básicos de la vida en la naturaleza. Existe un ciclo completo en todas estas conversiones.

Existe una gran variedad de caminos para convertir biomósa directcrnente en biocombustibles. Sin embargo no se puede decir que existe un mejor proceso, todo depende de dónde y por qué se está ha- ciendo la conversión de la biomasa. Pero una con- clusión es evidente en cuanto a la materia prima y es que se deben usar al máximo los residuos y detritos orgánicos pues aún después de convertidos en biocombustibles, todavía sirven para reciclar los nutrientes y cerrar el ciclo.

Este trabajo se limitará a los procesos químicos de conversiones, debido a la gran importancia de los mismos.

combustión incompleta para generar productos químicamente derivados de biomosa (gas de síntesis); ruptura de las moléculas de celulosa o través de la acción de ácidos minerales o bacterias seleccionadas.

sodas en alteraciones moleculares en lo estructuro de lo biomasa. Por ejemplo.

las técnicas de conversiones químicas están be-

técnicos de reducción de tamaño, como trans- formación en trozos, pulverización, etc. técnicas de secamiento para reducir el agua contenida.

los procesos de conversion pueden ser físicos o químicos, o uno combinación de ambos. Las técnicos de conversiones físicas se basan en alteraciones físi- cas en la forma de la biomasa. Por ejemplo, la forma de lo biomasa forestal o madera, puede ser uni- ficada por:

Comparados con los dispositivos solares, eólicos e hidráulicos, los vegetales son muy ineficientes al convertir energía solar en formas utilizables de ener- gía (ver fig. "1 ").

Coda día, inciden sobre la tierra, proveniente del sol, 3.000 veces más energía que lo consumido por Brasil en un año (1.4 x 1012 Kcal). Cerca de la mitad de esto energía es reflejada de vuelta al espacio. La mayor parte de la energía solar que finalmente pe- netra en la atmósfera acaba por alimentar los sistemas de vientos, temperatura y agua de la biósfera. El restante, apenas 0.1 % es captado por los vegetales terrestres, algas y algunas especies de bacterias y con- vertido por la fotosíntesis en la energía química del protoplasma.

Biocombustibles son como el mismo nombre di- ce, combustibles de fuentes renovables de energía oriundas de seres vivos. Todos los biocombustibles son al final derivados de Jos vegetales que cogen la energía solar, convirtiéndola en energía química a través de la fotosíntesis y que por la ingestión o di- gestión transfieren esta energía para el resto del mundo vivo. En este sentido, todas las formas de vida, sus productos y residuos son reservas de energía solar listos poro ser ingeridos, quemados o convertidos en otros combustibles orgánicos.

2.1 Blocombustlbles

2. SISTEMAS DE CONVERSION


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36

La gasificación es un proceso térmico de descom- posición de la biomasa (o carbón vegetal) donde el producto final que se busca es un gas combustible conteniendo CO e H2 (monóxido de carbono e hidró-

2.3.2 GASIFICACION

En los procesos continuos de fabricación de car- bón vegetal es posible la estabilización, controlar la temperatura y la velocidad de carbonización obte- niendo de esa manera un carbón de características muy homogéneas y de acuerdo a lo que se deseo.

En el Brasil, todas las instalaciones existentes de carbonización están proyectadas para el aprovechamiento apenas del carbón vegetal, liberando hacia la atmósfera a los condensables y los no condensables, lo que representa, además de un gran desper- dicio energético, y un alto grado de polución ambiental.

Carbón Vegetal

Gases no condensables - dióxido de carbono - monóxido de carbono - hidrógeno - hidrocarburos .- etc.

Vapores condensables - alquitranes - ácido acético - agua - metanol - hidrocarburos - etc.

BIOMASA + CALOR __ __...

Las reacciones químicos que ocurren en el proceso de carbonización de la madera son muy complejos, por lo tonto es preferible representarlos de esto forma:

La biomasa, especialmente la madera, sufre un proceso de carbonización cuando calentado o temperatura superior a 300ºC, desprendiendo vapor de agua, líquidos piroleñosos y gases no condensables, quedando únicamente el carbón vegetal.

La carbonización es un proceso térmico de des- composición de la biomasa a altas temperaturas donde son volatilizados los gases y los líquidos quedando apenas un sólido compuesto casi exclusivamente de carbono puro. Este sólido se llama carbón vegetal.

2.3. 1 CARBONIZACION

Existe un gran número de conversiones térmicas para la obtención de biocombustibles y energía de lo biomasa, que se puede agrupar en:

carbonización gasificación combustión directa

calor {energía térmica) gas combustible carbón productos químicos

Las conversiones térmicas abarco n tecnologías que uti 1 izan temperaturas elevados para convertir la biomasa en:

Las conversiones térmicas son aquellos en que la biomasa sufre alteraciones en su estructura química causada por una elevación acentuada de temperatura. Estas conversiones térmicas realizan con la finalidad de transformar la biomaso en un biocombustible ade- cuado al consumo en los monejos existentes o facilitar su manoseo, almacenaje y transporte.

2.3 Conversiones térmicas

3a. fase: CH3COOH CH4 + C02 (ácido butírico) (metano) C02 + 4H2 CH4 + 2H20 (dióxido de carbono)(hidrógeno} (metano}

2a. fase: C6H1206 __ CH3CH2CH2COOH +2C02 + 2H2 (glucosa) (ácido butírico)

la. fase: (C6H1005}n + nH20 "celulosa" nC6H1206 (celulosa) (glucosa)

Las ecuaciones químicas de las reacciones que ocurrren en cada fase son las siguientes:


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·oue69JpJy ¡ep ucusoquroo o¡ ep e¡uo¡¡nseJ popawny o¡ o opowns eJq!+snqwoJ ¡ap 01d0Jd popawny o¡ o JOZ!Jod -oA o ouoseoeu Jo¡o:i ¡ap oppnpap S)d ¡o apuodsa.u -oo JO!Jaj.U! O'.)!:J.JJºI OJ rapod 13 ·a¡c¡t+snqwo:i ¡ap OJ!W -jnb uoiorscduroo o¡ uoo OJJO/\ ·o::ip9a¡ O:>!J.JJO¡o:i Jap -od ¡a sa '.u9qsnc¡wo::i o¡ ua opo.1ac¡!I JO¡OJ ¡ap pop1¡0¡ -o¡ o¡ o apuodse.uoo o:i1wo1o:i rapod 13 ·(Dd) JO]Jaj.U! ¡a ua f.. ,,S)d,, rouadns O'.)!J.JJºlº::i Japod ¡a as.11n6u11s!p aua!Auo::i O'.)!j.]Jo¡o:i .1apod ¡a o.prusa as opuon)

S8JDpeds:¡ S8UO!SJ8AUOJ r·i


Como se sabe, los ocei!es vegetales son una mez- cla de triglicerídeos, es decir, 3 ácidos corboxílicos 1 igados a una molécu lo de glicerol (glicerina). Lo que ocurre en la lransesterificación es únicamente lo substitución de una molécula de glicerol por tres mo-

IH202C.C15H31 IH2 OH

CHo,c. C17H33 + 3C2K50H-CH-OH + (C15K31CO,C2H5) + 2(C17K33CO,C2H

1 (elonol) 1 (éster) (ésler)

CH,02C.C17H33 CH2~0H toce.re veqetul) {glicerinoJ

La reacción que ocurre es:

la transesterificación consiste en hacer la reac- ción del aceite vegetal con el alcohol en presencia de un catalizador poro la obtención de un éster con 14 a 20 átomos de carbono en su molécula.

2.4.3 TRANSESTERIFICACION ALCOHOLICA

transesterificación alcohólica quiebra (craqueamiento)

Existe, pues lo necesidad de que estos .números sean modificados paro que se transforme o los aceites vegetales en un combustible semejante al aceite diesel. Paro eso hay dos procesos que se encuentran en fase de investigación o de pruebas:

viscosidad índice de cetano residuos de carbono

las principales diferencias entre los aceites vegetales y el aceite diese! están en los especificaciones de:

Además de eso, los aceites vegetales puros tienen uno tasa elevado de residuos de carbono que resultan en uno frecuencia mayor de mantención al motor, paro la retirado de residuos.

O) 38

los aceites vegetales puros pueden, en principio, ser utilizados por motores del ciclo diese! en sustitu- ción al aceite diesel. No obstante, en pruebas, la funcionalidad del motor haya sido demostrada, el ren- dimiento cae mucho o rozón del bajo índice de cetano y de lo viscosidad muy elevada, que exige presiones mayores en el pico eyector y dificu Ita la quema- zón completa en los cilindros, debido o que no se forman gotitas adecuadas.

2.4.2 MODIFICACION DE LOS ACEITES VEGETALES

Poro que se puedo obtener el gas de síntesis (CO, H2) se siguen varios caminos, pero el más promisor actualmente, y que interesa a este trabajo, es la ga- sificación de la biomasa, ya visto en el capítulo "ga- sificación",

Cuando se juntan o los gases CO y H2 en los pro- porciones correctas (2/1) es un reactor bojo presión y temperatura controladas, se obtiene el meta nol, de ocuerdo a la reacción citada anteriormente.

Entre las reacciones que ocurren, la más importante es:

Es un proceso en que los gases monóxidos de carbono (CO) e hidrógeno (H2), obtenidos por lo gasifica- ción de la biomasa, son puestos bajo condiciones especiales de temperatura y presión en la presencia de catalizadores, para unirse formando el metano!.

2.4.1 SINTESIS DEL METANOL

síntesis del metano! modificación de los aceites vegetales • transesterificación alcohólico

craqueamiento (quiebra)

De entre otros, se puede citar o las siguientes conversiones especiales:

aplican o los biofluidos o a los biocombustibles ya resultantes de conversiones anteriores de lo biomaso.


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·¡ese1p a¡!aJo ¡ep uoioruusns o¡ ap o¡s!A ap o¡und ¡a epsep a¡1eJo ¡ap SO)!ISJJapo1w so¡ ep orolaui a¡ -uanJaSUOJ UOJ o¡nJ9¡ow ºI ep OJnjOJ ºI JDJOAOJd crod sa1opoz1¡o¡w osn anb sa¡o¡a6aJ\ sa¡1aJo so¡ ap u91J -OJ!J[pow ep osaoord un se OJ!IJIOIDJ orqeinb 01

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68


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OJIW?J31039 S3?J31NI 30 'SVdíllVHJ VCl:lOWJ Vl 30 ?JOl?J31NI 13 N3 0Cll91?J3 VtJVONlllnO N\iJlO/\ 'z

·mpon:i3 ¡a ue SOJ!u9:i¡oA so¡omdo 000 ep 'a+uawopow1x0Jdo 'O[Jue¡S!X8 o¡ J8Je¡qo¡sa opipod 04 'sa¡0Ja+o¡1q o '30\flO uoo sou.osns sojuexuoo a¡uo,pew '(1D3NI} u9pDJ!jJJPª13 ap OUO!JO¡on:i3 oiruusu¡ 13

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5. THE STUDY OF THE HISTORY OF VOLCANIC ERUPTIONS, AS !N TUNGURAHUA, StEN HERE, IS IMPORTANT IN DETERMING THE RISK FACTOR FOR NEARBY SETTLEMENTS AND CIVIL STRUCTURES.

6. FIRST LATIN AMERICAN COURSE ON VOLCANOLOGY, HELD IN QUITO: STUDY OF PRODUCTS FROM CASITAGUA

6. PRIMER CURSO LATINOAMERICANO DE VULCANOLOGIA DESARROLLADO EN QUITO, ESTUDIO DE PRODUCTOS DH CASITAGUA

5. ES IMPORTANTE EL ESTUDIO DE LA HISTORIA ERUPTIVA DE LOS VOLCANES, COMO EL TUNGURAHUA VISTO AQUI, PARA DETERMINAR SU GRADO DE RIESGO PARA LAS POBLACIONES Y OBRAS CIVILES CERCANAS.

La continuación de los estudios de riesgo volcáni- co implican la intervención de varias disciplinas geo- científicas, pero INECEL, empresa estatal del sector eléctrico ecuatoriano ya ha dado el primer poso; obtener información que es útil para elaborar los subsi- guientes programas de investigación en el campo del aprovechamiento geotérmico del país.

The continuation of the volcanic risk studies will entai 1 the intervention of various earth science disciplines, but INECEL, Ecuador's national electric power company, has token the first steps, obtaining information that will be useful for eloboroting subsequent research programs in the field of geotherrnal energy in this country.

The actions undertaken by INECEL, storting in 1978, to study Ecucdor's geothermal potential, hove been carried out by Ecuodorion professionals, working with foreign experts, thus ensuri ng theeffective tronsfer of tech no logy and enabl ing the techn icians to perform the geothermal exploration and reconnaissance studies in the Andes Range whife using their own capabilities.

Las acciones emprendidos por INECEL, desde 1978, de estudiar el potencial geotérmico han sido ejecuta-, dos por profesionales ecuatorianos que han trabajado conju ntamente con expertos extranjeros, obteniéndose así una efectiva transferencia de tecnología y ha permitido a los técnicos realizar, con sus propios capacida- des, los estudios de exploración geotérmica y el conocimiento de la Cordillera de los Andes.

Muchos de estos volcanes, de aparición muy recientes algunos, se habían desconocido por falta de estudios específicos, y otros no habían sido torncdos en cuento por que no habían registrado actividad volcáni- co en épocas históricas.

Many of these volcanoes are of recent appeoronce, and little hod been known about them due to the lack of specific studies; others hod not been token into account because they had not displayed volcanic activity during historical times.

Esto información científica básica es de gran utili- dad, por cuanto permite evaluar los recursos geotérmi- cos disponibles y entender la evolución de la Cordille- ra de los Andes, fundamentalmente en materia de riesgos volcánicos.

This basic scientific information is quite usefu!, os it makes it possible to evoluote the available geothermol resources and to understand the evolution of the Andes Mou ntain Range, especial !y intermsofvolcanicrisks.


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A guide is included to assist developing countries thot wish to improve their stoves without occelerating deforestotion.

This book examines the experience obtained through programs on the efficienf use of energy consumed in traditional stoves, open fires, and domestic fuels in the countries of Africa, Asia, and Latín America.

Gerald Foley; Patricia Moss; Lloyd Timber!ake. Washington: lnternational lnstitute far Environmentand Development, 1984. 92 pp: ill; 21 cms. printed; English.

2. STOVES ANO TREES. HOW MUCH WOOO WOULO A WOODSTOVE SAVE IF A WOOOSTOVE COULO SAVE WOOO?

The appendices include the legal aspects governing its field of action ond OAPEC statistícs far 1977 - 78.

* A historical review of the steps leading up to the creation of the Organizotion of Arab Petroleum Exporting Countries (OAPEC), presenting the Orgonization asan instrument of regional and worldwide integrotion.

Aldelkader Machou. Paris: Berger-Levrault, 1982-- 202 pp: ill; 21 cms; printed; Span.

1. THE OAPEC ANO ARAB PETROLEUM

BIBLIOGRAPHICAL NOTES

THE EDITOR

The bibliographies comprise Latín American and extra-regional authors whose institutions maintoin cooperation agreements with our organization.

We hope that this will promote exchange of information on a regional scale, through a bi-monthly listing of the most outstanding documents in the energy sector.

In accordance with these objecfives, a series of actions is beginning with this issue (2/84) aiming to give exposure throughout this region lo material regarding the development of the energy sector, through the informative section titled "BIBUOGRAPH!CAL NOTES," references that wil 1 be useful to our readers beca use they record the principal works in this field that our Center has received.

The objectives of the information and documen!ation service of OLADE'S Department of lnformation and Public Relations are gathering, processing, and disseminating specialized information and documenfation in the doma in of the regional energy sector.


GUSTAVO CUELLAR HEAD OF THE REGIONAL GEOTHERMAL PROGRAM

Within this framework, OLADE optimistically views the future of geothermal and bioenergy in the curren! context of Latín Americe, since the widespread integration of these energy sources into the energy supply of our countries would thereby oíd in satisfying this imperative requirement in regional development.

The popers included in the present issue speak to the growing need to diversify the energy supply; this will only be possible, however, through a policy of widespread regional cooperation based on two fundamental points: tronsfer of technology and procurement of financial resources. OLADE, through the PLACE, has managed to obtoin access to concessional funds foro good number of national programs in which a broad participation of regional technology is sought.

With respect to bioenergy, considering that a!I the Latín American countries moke use of this energy resource and that in several of them it accounts for a large percentoge of the primary energy productíon, this renewable source derived from forest and agricultural livestock products offers a clear energy alternative for the countries of the region. In this context the ar!icle "Biomass-Biofuels-Bioenergy" proves quite interesting.

One reflection of this are the articles "The Regional Geothermal Program of OLADE" and "A Volcano al the Service of the People", which describe sorne of the most recen! geothermal accomplishments in Latín America. Likewise, as a result of !he technological odvan- ces made in the implemenlation of national explorotion programs, the article "Volcanology Applied to Geothermal Exploration" is presented asan objective view of the role played by volconologicol studies os a tool of evaluation in the geological cordillera environments charac- teristic of a sizeoble amount of the Latín American territory.

Currently, in the context of the Latín American Energy Cooperation Program (PLACE), OLADE has been expanding the activities of its geothermal program, which initiol!y concen- troted on prospecting for high-temperature resources and has now incorporoted activities favoring the search for low- and medium- temperature resources useful for energy substitulion purposes in industry and, occasional!y, for electrícíty generation purposes. The latter would moke it possible to expand the possibilities for usíng geothermal resources in practically all the region.

The significan! role that geothermal energy con play con be seen in the instclled copocity of El Salvador, where it has become possible to satisfy up to 45% of the annual electric power demand and, under normal conditions, totally omit the use of petroleum derivatives for electricity generation.

Regional experience in the orea of geothermol power generation on a large scale dates back to 1972, when Mexico started up the geothermal plan! of Cerro Prieto, with an installed capacity of 76 MW; later the geothermal plan! of Ahuachapan, El Salvador went onstream (1975) with an instolled capacity of 35 MW in its first stage, now exponded to 95 MW. The start-up of the Momotombo Plant in Nicaragua, with a 35-MW capacity, constiluted qnother landmark in !he development of this resource in Latin America; and this is one of the objectives which 18 OLADE member countries are now currently seeking with determinotion.

Despite the fact that it has not yet been quantified precise ly, the poten tia 1 avo i lable in the region for these two energy sources would be truly exciting; this is seconded by the fact that within sorne countries in particular a sizeable impact is reflected in their energy balance.

Both geothermal and bioenergy figure omong the alternative energy sources that in the short and medium terms could come to play an importan! role in contributing to solvíng energy problems in a good number of Latin American countries.

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The experience gained so far has demonstrated that the average dlmensions of a geothermal system fall within 10 and 100 km2_ lf the geothermal project is found within a region of sorne 10,000-100,000 km2, the !ocating of thaf system requires intermediate inves-

The first part involves high levels of economic risk, and should incorporare progressively larger ínvestments. The second, on the other hand, entails fewer risks but requires larger investments.

In general, a typicol geothermal project is composed of two cleor!y-defined parts: the [irst is of a high-risk nature, similar to that involved in the exploration of any form of mineral or energy, and its object is to iden- tify the reservoir (geothermol field), including o study on possible uses; the second includes exploration and technological risks and refers to the development and exploitation of the reservoir.

The OLADE methodology, however, promoted joint efforts by a mu ltídisclpl i nary group of specia 1 ists with in definite guidelines, although these are left sornewhot flexible and adaptable to the particular conditions of the differen1 countries and geological environments.

One of the dlfficulties experienced by the Latín American countries that begon to develop geothermal exploration progra ms was the !ack of gu idel i nes for the implementation of such programs, with on eye to making rational use of their resources and obtoining results within suitable time periods. In that orea this sifuation caused a certain amount of confusíon, the resolution of which was entrusted to isolated "expert" efforts that attempted to cope with itas a function of their own points of view, strongly influenced by their level of knowledge or their field of specia 1 ization.

THE GEOTHERMAL EXPLORATION METHODOLOGY OF OLADE

industrial heating and refrigeration, industrial processes and electric power generation through non-conventional systems, etc., thereby expanding the possibilities for broader use of the resource.

Keeping the foregoing in mind, the Geothermol Program of OLADE was originally geared basically to promoting and disseminating the development ond use of geothermal energy for electricity generation purposes.' on the basis of high-enthalpy resources-although the potentially more widely-available low- and medium- entholpy resources could compete with other sources such as diese! and other oíl derivatives in various uses such as grain and bagasse drying and pre-drying, agro-

Geothermal energy could therefore come to moke a majar contribulion of firm energy (base stations), very importan! for the electric power systems which ore in the process of integration and, as a comp!ement to hydro- electrícity, could serve oas a good olternotive ond substitute for oíl and oíl products.

In fact, activities are current!y underwoy, in o more or less continuous and intensive way, in 18 countries of the region; and it should be underscored that these oc- tivities hove received a substantial push due to the foct that these cou ntries need to substitute the con su mption of oil derivatives, since they are either net oil importers or else find themse1ves nearing the !imit for development and use of their hydro resources.

Thus, it can be affirmed that geothermal energy is able to play a significant role within the electric power sector of the countries that hove this resource ovailoble; ond it con be predicted that, once the ossessment of resource magnitude has been concluded, it will become a top priority for development and exploitation.

In Nicaragua, with the first stage of Momotombo, 25% of the country's total electricity consumption con be covered; once the second stage enters into operation, it is expected that a figure of 40% will be reached.

Although geothermal's share in the electricity generation of Latín America as a whole is still only slight (0.4% ), in El Salvador it accounted for up to 45% of the electric power production in 1982.

generation of sorne 4700 GWh. In 1983 the firsl stage of the Momotombo plant in Nicaragua {35 MW) was inaugurated.


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é 52

Thus, for example, within the framework of the latín American Energy Cooperation Program (PLACE), the Latín American Seminor on Geothermal Exploralion wos held in 1983 with the participation of 112 delegotes from 16 countries in the region, and with the following aspects as its main objectives: 1 ) current status of geothermal energy in Lotin America; 2) structuring of a preliminory methodology document for estimating geothermal potentiol; 3) updating of the geothermal

In complementary fashion, seminars hove been developed, geared to the analysis and discussion of new technologies.

By the time this program draws to o clase in 1984, around 200 professionals from regional countries will have been trained. (See Chart 4.)

In arder to satisfy the needs for notional technical personnel trained in the disciplines related to geothermal explorotion and derived from the implementation of the aforementioned specific projects, a far-reaching troining program has been undertaken through graduate courses in geophysks, geovolcanology, reservo ir engineering, drilling technologies, and geochemistry. These hove aimed at professionals from the regían who are directly tied to the studies being developed in their res- pective countries. The courses lost ten weeks each, and they have been offered with support from the following uníversities, institutes and ;pational organizOtions: the Autonomous University Corporation of Manizales and the Caldas Hydroelectric Station, in Colombia; the Central University of Ecuador and the Ecuadorian lnstitute of Electrification (INECEL); and the Autonomous Notional University of Mexico (UNAM), the Federal Electricity Commission (CFE) and the lnstitute of Electrícal Reseorch (llE), in Mexico. For the course in geochemistry, back- ing is foreseen from the Central American University Jase Simon Coños and the Lempa River Executive Hydro- electric Commission, in El Salvador.

TRAINING

Technical assistance has olso been lent occasionolly to the prefeosibility studies in Ecuador and the Domini- con Republic.

Bolivia: Feasibility Study in the Sol de Moñona oreo US$ 11 x 1 Q6

Honduras: Na!ionol Reconnaissance and Prefeasibility US$ 2 x 106

Nicaragua: Feosibility Study in the El Hoyo - Monte Golon orea US$ 2 x 1Q6

In oddition, technical support and oid in financia! procurement efforts hove been provided to the following national program~:

Chort 3 indicates the cost ond approximate durotion of the projects underway, and about to stcrt, with technical assistance from OLADE.

Taking into account the fact that numerous geothermal fields have concluded the initia! phases of explorotion, the countries have requested technical assistance from OLADE in developing studies for the more advonced stages, as well as support in the search for concessionol funds to be allocated directly to the countries.

Responding to the interest and requests of severa! governments from within the region, to date under the coordinotion of OLADE thirteen overall projects have been undertaken, re!ated to geothermal exploration in its reconnaissance and prefeasibi!ity phases. (See Chart 2. ). Efforts to procure funds for this work were olso deployed by OLADE, and in almost all cases non- reimbursable financing was obtained.

lt should be noted that the currently installed geo- thermoelectric capacity in Mexico, El Salvador and Ni- caragua totals 305 MW ond constitutes a mejor source of support ond increosed confidence in the development of geothermal resources within the region. Figure l shows the counlries that hove geothermol projecrs underway, and Chart l shows their status, according to the OLADE methodology.

of interest hove been recognized; this in turn has made it possible to structure sorne 40 study projects, whose degree of advancement ranges from reconnaissance up through exploítction ( 4 fields ).


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54

A EXPLORA TION: RECONNAISSANCE AN D PREFEASIBILITY

(i EXPLORATION: FEASIBILITY

-k GEOTHERMAL FIELD UNDER DEVELOPMENT

KEY

0 GEOTHERMAL POWER PLANT

El Torio CHILE

Lake Colorada Sajona - Solar de Empeze

Southern Volcanic

Neuquen

San Juan

Estero and Tucumon

ARGENTINA: Santiago del

BOLIVIA: Central Cordillera

PERU: Cajamarca

Tufiño - Chiles ECUADOR - Chalupas

COLOMBIA - ECUADOR

COLOMBIA: Ruiz

National reconnaissance PANAMA: Baru - C. Colorado

Pilar - Casarez

COSTA RICA:

e e p GR E NADA: National reconna1ssance º,.Ai.: • o ~"

GUATEMALA: Zunil

HAITI· Na11onal reconna1ssance and prefeas1b1 l1ty

.. ' ~ ~ t)

~ JAMAICA:~ ~ e» Nationaf reconnaissance

NICARAGUA: El Hoyo - Tizote

MEXICO

DOMINICAN REP: Notional recormaissance

Cerro Prieto 15MW

MEXICO

LATIN AMERICA


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56

l. Panama Reconnaissance a! !he nationol level 600 16 2. Panama Prefeosibility in the Baru-Cerro Colorado orea 2200 23 3. Guatemala Prefeasibilify in the Amatitlan orea 1860 16 4. Haiti Prefeasibility of low and medium enthalpy 600 12 5. El Salvador Development ond exploitation Chipilapa-Ahuachapon 4000 20 6. Ecuador Prefeasibility Binationol Project

and Colombia Chiles-Cerro Negro-Tufiño 1200 16

NAME DURATION (months)

COST (Thous. of US$)

COUNTRY

PROJECTS UNDERWAY

LATIN AMERICAN ENERGY ORGANIZATION (OLADE) REGIONAL GEOTHERMAL PROGRAM

CHART 3

590 340 200 210 590 170 60

580 600

2 000 35

340 170

Reconna issance Reconna issance Portia! prefeosibility (Tufiño) Reconnaissance Reconnoissonce Reconnaissance Prefeasibility in Cul -de- Sac Reconnoissance Reconnaissance Prefeosibility in El Hoyo-San Jacinto Evaluation of information Province of Chiriqui Reconnoissonce Reconnaissance

l. Colombia 2. Ecuador 3. Ecuador 4. Grenada 5. Guatemala 6. Haiti 7. Haití 8. Jamaica 9. Nicaragua

10. Nicaragua l l. Panama 12. Peru 13. Dominican Republic

COST (Thous. of US$)

STAGE OF STUDY COUNTRY

PROJECTS EXECUTED

LATIN AMERICAN ENERGY ORGANIZATION (OLADE) REGIONAL GEOTHERMAL PROGRAM

CHART2


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'(6u1ddow ¡DJ!6o¡oa5) saiprus p¡a1¡. woJ¡. peu1wrn¡ep aq uoo t.P!YM 'pau!wa SJO!Ja¡ow p1Jo ¡.o awn¡o" ¡o¡o¡ ay¡ ¡.o S!soq ay¡ uo .ouoojo« ª"!PadsaJ ay¡ Aq pau!wa s¡o11a¡ow ay¡ ¡.o uourqoxs ¡.o aaJ5ap ay¡ a¡OJ!pu1 l!!M puo ~JOJ ay¡ ¡.o UOIJ!SOdWOJ jO)!WGYJ ay¡ uo puadap (llM an¡o" esoyM '¡uep!HªºJ UO!JO!Jua1awp o ¡.o P!º EH . .¡¡ ljl!M auop eq uoo S!ljl 'ewn¡o" ¡.o ¡uewssasso ay¡ 10¡. sv


60

ldeally, an eruption process in which this phenomenon would hove occurred can be reconstructed, ond the events would occur in the following order: acfivity begins with the rise of magma through the chímney, the eruptive column that deposíts fol!ing pyroclasts appears and simultaneously the level of magma dis- ruption in the chimney begins decreasing, until the level at which !he volotile moterials ore freed in ex- plosive foshion, forming gas/particles dispersion. This brings about an erosion of the chirnney expelling the lithics of the subsurfoce rocks; the phenomenon continues with the emissíon of pyroclos!ic flows. Up until this moment, it could be said that the phenomenon finds itself in an initial, purely mogmatic phase.

Phreatomagmatism is o very useful lool, which only requires recognizing the above-mentioned points. However, study is not very simple, since the porameters that intervene in a phenomenon can vary substantially (ratio of interocting water and magma masses, levels at which the phenomenon was produced, etc.).

The new geovolcanologícal techniques can oíd in defining the presence of a geothermal reservoir af depth, ond they are based on knowledge about the phreatomagmotism that occurs.due to water - magma interaction. This implies that the volcanologist con recognize, in the fie\d, volcanic products originating from a process of interaction, and that he can define if that process occurred at shallow levels, as in the case of a crater loke, or ot deeper levels, as in the case of an oquifer; and he can even discern if the water at those levels was hot or cold. Finally, it is necessary to be familiar with the age of the eruptions and to assess if the hydrogeological conditions that existed at the moments that such phenomena occurred still exist.

THE RESERVOIR

At this point we can soy thot we know the fundamental parameters of our magma chomber, ond the following aspects can be ana!yzed:

the more a cid terms. ). This analysis should be done previously on the samples (quartz - matrix rafias, pyroxenes - omphiboles, amphiboles - matrix, biotite - matrix, olivine - motrix zoning in plogioclasses, etc.).

The depth of the magma chamber can be determined, in terms of equilibrium pressure, from the mineral phases; for this purpose, the analyses of the norrnotive Q-Or-Ab, where the system's equilibrium curv~§.ore reported at differe nt parlial presssures for ·1he volotlle materials, along with their equilibrturn temperotures, are very useful. lt is also nesess0ry to reconstruct rhe crystallizotíon process. These diagrams should !ocote the most representotive samples of the series, including one that reflects the chemical compositíon of the liquid magma having evolved the most (a seporate glass from

So far, we know obout the existence of a chamber, its volume and shope; thus, whot is now needed is the colculation of its temperature and depth, on the basis of chemical anolyses done on prevíously - token samples of the products of our volcano. We use o series of variation diagrams for severo! elements, os a function of the silico (K20; Na20 + K20; Na20; Al203; Ti02; MnO; Feü + Fe203). The analysis of these will tell us if we are, orare not, foced with an evolutíon series; that is, note should be mode of a regular increose in the content of alkalis and potossium, and also a progressive decreose in the other elernents, with relation to the increase in silica.

As a function of these data, the mass of primary magma is calculated; this is the original mass of magma which, after the differentiotion processes, produced the acid products fou nd at the surfoce. With the oid of the mass of magma, the volume of liquid magma can be found; and once the lotter has been determined, the shope of the chomber should be established. For this, it is necessary to recur to local.ond regional geologicol dato. We know that magma ascends through weok zones in the earth's crust; this situotion con be seen in faults subjected to stress of the distensive kind. In such a case, il can be assumed thot the magma chamber will hove o tabular shope. A different case would be, for exomple, a caldera collapse where there might hove been volconism ofter the collopse; then the magma chomber would probably hove a more or less cylindricol shape.

the mass of liquid magma which originated them can be found.


·paJJnJJO uouawouayd s141 uayM paisrxe ¡oy¡ asoqr o¡ JOl!Wls aro suo!1!puo::> ¡0J!601oa6 -01pÁy ¡ua1;m a41 ¡.1 pau1w1a¡ap aq p1no4s I! 'U!D6'1f ·s1atinbo aso41 U! paisrxa 1041 1a10M 1º ¡unowo ay¡ ÁJ.!::>eds o¡ 'Álª"!IDl!jOnb 'puo 1a¡oM a4¡ J.º a1n¡o1edwa1 a4¡ inoqo puo 41dap ro s1e:1-1nbo fO aJua1s!xe a41 ¡noqo u1oa1 o¡ ajqrssod I! sa>¡ow ursuourñouioroarqd 'ÁJow -wns u¡ ·1e:1-1nbo ay¡ ::lº asoui Mo1eg s¡eAal o¡ puaJsep o¡ a1qo soM uoudrusrp JO lª"ªI a4¡ J.! asoud J!IOw6ow Á1emd o Yl!M apnjouoo uoo Á¡1111po a41 ·sasod;nd ¡ow1a41oa6 10:1 sn ¡se1a1u! ¡041 Slª"ªI 110111asa1 a41 ,¡.o 5uqdwos ssonpord Á¡a¡1u1:1-ep uouaurouaqd s1y1 ·sa!::>Oj ¡owmy¡o1pJ..4 s,we¡sÁs a41 pa1:1-a1 1041 suouoioosso ¡01au1w ª"º4 lllM SJ!41'1 a41 'uo1¡dn1a JO ¡uawow a41 ¡o pa¡s!xa u1a¡sÁs 1ow1a4¡oa6 o ::11 ·u,e1a41 1a¡oM ay¡ :fO arruoredura, a41 :1-º SUOljDJIPUI J08jJ ap,1101d lllM lª"ªI 18f!flbO ª41 LUOJj. U8)j01 SJ1y111 :1-º Ápn¡s ªYl ·s:ii¡s1;apomLp 1ue1eH!P a1104 111M sefuns ay¡ Áq pu1yeq qa¡ susodap a41 'em¡oJadwa¡ rodox a4¡ uo 6u!puadao ·asuapuo::> ua11a uco puo s¡oo:i puo spuodxa I! '¡uopunqo si rodox 1e¡oM a::iu1s ·spaads 4614 ro 'Á¡+ua¡ng;n¡ s¡aAOJI 104¡ pno1J a6;ns o so 'Á¡101a101 sedeosa uoisradsip ay1 ·ssa::>o1d ouourñoui Álarnd o WOJJ. we4¡ sa4s1n6 -uqs1p S!Ljl puo '¡uauodwo:i ¡01a¡o¡ ñuous ÁJ8A o a11oy suoudruo ouourñouroicarqd a41 ·pa:inpoJd soM UO!PO -1a1u! a111so¡dxe a4¡ eJeyM e¡1s a41 U! Állou16110 SJ!Ljl!j 6u1¡s1xa-a1d Jº uouorodroout 1a¡oa16 a41 puo '¡auuoy:i a4¡ U! ru asard UOISJads1p S8j::>!IJOd¡so6 a41 ,¡.o UO!IDJIU8JUO) e41 u: au11Jep o 1noqo sñuuq s1y¡ '.pa¡0Jod10Ju1 rodox 1e¡oM a41 o¡ anp 'we¡sÁs e4¡ :1-º asoqd snoaso6 a41 U! esoaJJUI uo s1 uoueurouaud ay¡ :1-º souanbasuco 1ey¡ouv -¡:)01e+u! ¡oy¡ ow6ow puo 1e¡oM :1-º siunouio ay¡ uo 'Á1¡om¡ou 'ñujpuadap s141 fº 11º --pa::>npo1d oro 4so :1-º azrs a41 sa¡)i¡md 4::>!4M U! s¡1wi¡ awa1¡xa 6U!Lj::>OaJ l!IUfl 'uo1¡o¡uaw601:1- :1-º aa16ap a4¡ U! asoaJJU! uo 'a:iuanbas -uoo o so '6u1snoJ puo Ál!"!so1dxa u: ssoarou: ojqoiou Do¡ asu 6U!ll!6 '1odoA OIU! 1a¡oM a4¡ :1-º UO!IOWJOJSUOJI uappns o st a1ay¡ 'Ja¡oM ay¡ Yl!M 6u!pOaJ uodn eours 'Á!IOJ1po1 sa6uoy:i e¡Á¡s uoudrue ay¡ 'urdop io J8}!nbo uo say::ioaJ puo sasoenep uo1¡dnJs1p ,¡.o lª"ªI e4¡ sv

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At the end of 1973 the Government decided to put the Notionol Light ond Power Company (ENALUF) in charge of concludi ng the geothermal exploralion progrom. To neet the original Government program, ENALUF contracted the services of the ltalian consulting firm ELECTROCONCULT on May 15, 1974, for the purpose of finishing tests in the Momotombo field, through deep

The reconnoissonce work and studies undertaken under this pion were limited to the oreas of Momotombo ond San Joclnto-Tizote: and they confirmed the existence of two distinct geothermol fields, with a lateral extension of l O km2 and 7 km2 and with temperotures higher thon 230ºC. Both held promising prospects for commercial exploitation.

On December 23, 1972, on earthquoke of catostrophic proportions struck Managua, the country's capital city; and in the subsequent destructíon, offices, files ond instruments were lost. In early March 1973, the Government decided to temporarily reduce the pace of the projectand to carry through with only the geological, geochemical ond geo"physicol studies thot hod alreody been started ond were then in advonced stoges, so that the project would end with the presentotion of o final report in December 1973.

b. To drow up the preliminory design and a techno - economic feosibility study on a power plant.

o. To demonstrote, through deep-well drilling, that one of the Momotombo or San Jacinto fields presented good prospects from the cornrnerciol point of view, with a steam production sufficient for a 30-MW power stotion.

The immediate objectives were to continue the progrom estoblished by the Government in 1969, that is:

mended the implementotion of o broad exploitation program. In complionce with these recommendations, ·the Government submitted to the United Nations Development Progrom (UNDP} o request for technical and financia! assistonce, which was approved by the Administrotive Counci] in Jonuary 1972.

At the request of the Government of Nicaragua, a mission of United Notions specialists poid a visit to the country in May 1971, in arder to review the work already done and to formulote recornrnendctíons: the mission confirmed the mojar conclusions and recom-

Studies ended in february 1971, and it was concluded that the orea of fumaroles of the Momotombo Volcano showed strong evidence that o commerciol reservoir of geothermal energy could be developed, ccpoble of supplying a power plan! of 35 MW or even more. The orea of fumaroles at San Jacinto olso showed the chorcc- teristics of a reservoir with geothermol energy potentiol ot a commercial leve l.

- The fu moro le of the Southern Momotombo Vol cano - The fu moro les of San Jacinto - Tiza te - The fumaroles of the Casita Volcano - The fumaroles of the Telica - Ñajo Volcano - The thermal orea of Lake Ji loa -Apoyeque - The fumaroles of Cerro Colorado - The hotsprings of Ti pi tapa ~ - The thermal wells of La Hacienda - Agua Caliente - Villa Salvadorita and - The hotsprings of San Luis.

Bosed on the studies which had been done, Texas lnstruments lnc. classified 10 sites of geoÍherma! potential:

In June 1969 the Government of Nicaragua signed a contract with TEXAS INSTRUMENTS INCORPORATED, to undertake investigotions far the purpose of locating ond defining fields wíth geothermal potentiol in the western part of Nicaragua, including the cornpilotion of dato on heot monifestolions, regional and detailed geological mapping, geophysical and geochemicol surveys, shallow-well drilling to measure temperature gradients and the drilling of one deep test well.

As far the inspections carried out in the fumarole fields, the oreas of Momotombo, Son Jacinto, lake Jiloa and Tipitapa are worthy of note.

The first three interested technicians from the geothermal standpoint.


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·s¡1aM 8l a4¡ u1 s;a¡aw o<;L'Ll ..\¡Joau :Iº 10101 o JOJ. 'sJa¡aw O<;ll o¡ sJa¡aw Ol8 WOJ:f 6ut6uoJ s41dap 4!!M PªI ¡ !JP aJaM s1 lªM Sl '8L6 l puo gL6 l uaeM¡ag

·11un MW-<;8 Ja4¡ouo ¡.o Á!!J!Cj!Sºª:I ouuouooa puo 1m!u4::ia¡ ªLJ! Pª!:fU8A puo peu 1¡.ap sa1pn¡s :l!:f!IUapsoa6 1a¡o¡ :oqwo¡owow :Iº Plª!:I 1owJe4¡oa6 a41 U! pa¡¡o¡su1 aq p¡no::i Lj:l!ljM 'MW <;8 j.O Á¡podo::i o 4l!M 11un J8MOd ¡oWJ8Ljl086 ISJ!f a4¡ :Iº Á!!l!q!soa:1 e4¡ 4s11qo¡se o¡ pa6ouow Aay1 ·uo!P8J!P pau1:1ap-1¡eM '10a¡::> o u1 Hº ua)!D! ª"º4 pe!o1d 1owJa4¡oa6 a41 puo suop1u4::>a1 1ouo!1ou 6L6t a::iu1s

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• 66.

Chemicol anolyses were done on sornples from olof the wells, which were collected ot the wellhead througseparation and condensation; sorne deep somples (fro1500 meters clown) were olso collected ond analyzed,with similor results .

CHEMICAL CHARACTERISTICS

The techniques fer drilling ond completing thgeothermal wells used in Momotombo hove been similarto those applied to oil wells, with the difference thot thcementation has used speciol additives, more resistonthreaded production casings, ond drilling muds cooleby means ofa cooling tower.

To feed the first 35-MW unit, which went onstreain July 1983, five steam-producing wells were hookeup: one os o reserve and four to reinject residual waters

In the first stage 32 wells were drilled, of which 2were production and 4 reinjectíon. In the second stag3 wells were drilled, of which 1 wos production (for thsecond unit) and !he other two, reínjection.

1 n Momotombo there hove been two stoqes of wel 1 drilling: one going from November 1974 until August 1978andanotherfrom Ocober 1982 until June 1983.

WELLS

The correlotion of the key leve Is made it possible to confirm or negote the existence of faults inferred from other observation techniques (especially, sotellite photos by meons of the radar method with synthetic opertures) and also mode it possible to calculate the direction ond size of the displacement in said faults. The combinotíon of mapping by rodar images and detailed litholoqícol investigotions permitted the elaborotion of o new, quite different map of the orea, os compared to previous versions.

pyroclasts. Nonetheless, there exist lava flows in a nurnber sufficient to facilitate either petrogrophic classification or correlations omong wells. The deepest' unil contoins fossil marine limestones from the Upper Miocene.

This stratigraphic column is constituted by volcanic products of variable composition, ronging from basaltic to dacitic ond primarily presenting these in their equivalen!

Previous studies (Californio Energy Company lnc. CECI, 1979; lnternotionol Engineering Cornpony IECO, 1980) .. subdivided the stratigraphic colum drilled by the 32 geothermal wells into 8 different units.

Stratigraphicolly speaking, by using Parson's map of stratigraphic correlations (1972), this sequence con be easily correlated with the group of sediments and ashes from the Lower Coyol of the Middle-to-Upper Miocene. Jhls unit is covered by the agglomerates, lavas and oshes of the Upper Coyol of the Plio-Pleistocene; then finally, with the reoctivotion of volcanism in the Pleistocene/ Quaternary, ali of the succession was covered again by lavas and pyroclasts at very distinct leve Is.

The local bosement of the Momotombo volconites, drilled only slightly by the geothermal wells, indudes a sequence of lava, pyrodast, ond agglomerate spills with thin intercolations; and in the deepest part of the wells, reworked fossi 1 pyrodasts.

The Momotombo Volcono is found on the lower western edge of the Nicoraguan Depression, situoted where that depression changes direction frórn 30.8º North to 32.0º South.

Directly in the Los Marrobios oreo, the western edge of the Coribbean Plate passes over the Cocos Plote. The latter sinks in the conspicuous Central American trough, [ust 100 kms. off the coast of Nicaragua. The Coribbean Piafe shows evidence of an extensive zone behind the íslond are, producing o graben (the Nicaraguan · Depression) sorne 60-80 krns. wide which runs parallelly beneoth the Central American trough.

cordillera, of which the Momotombo Volcono forms port, is controlled by one of the most complex exomples of interoction omong onshore lithospheric plotes. The borders of four of these plates are both converging ond diverging,thus producting numerous transforming foults, compressive dorsals, offshore troughs, volcanism in island choins, and volcanism in rising plotes.


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!INíl 08WO!OWOW !SHl::I 3H! ::10 S3Hn! V3::1 JISV8

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70

BASIC DATA ON OPERA TIONS

RATEO MAXIMUM

OPERATION CONTINUOUS OPERATION

Power Capacity kW 35 000 40 370 Power Factor (cos) 0.85 0.98 Turbine lntake Pressure bar 7.00 . 8.10 Steam Collector Pressure bar 7.35 8.50 Condenser Pressure bar 0.125 0.145 Steam Flow to the Turbine lntake Val ve kg/h 264 125 302 006 Steam Flow to the Ejecto(s kg/h 15 968 15 968 Total Steam Flow kg/h 280 093 317 974 Auxiliary Consumption kW 2200 2 200 Gross Specific Consumption kg/kWh 8.00 7.90 Net Specific Consumption kg/kWh 8.50 8.30

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PRODUCTION CHARACTERISTICS OF PRODUCTION WEllS

WELL TOTAL FLOW STEAMFLOW ENTHALPY (kg/s) (kg/s) (ki/kg)

¡\!T -2 60 12 1, 100 MT-3 95 18 1,100 {*) MT--+ 08 08 2 700 MT-9 70 13 1 100 MT-10 07 { *) 07 (*) 2 700

MT-12 20 20 2 700 MT-17 40 08 1 100 (*) MT-19 20 04 1 100 MT-20 32 32 2 700 MT-21 34 06 1 100 r

~.lT-22 60 11 1 100 {*) MT-23 85 16 1 100 MT-25 55 10 1 100 MT-26 90 17 1 100 MT-27 140 26 1 100 (*) MT-31 110 12 0950

NOTE: (') Evolu1ion lo drv-steorn produclion is onticipoted.


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·se::iua!ua11uo::iasn-pua uo 6u [puadep 'sasse::io;d UO!SJa11 -uoo ¡01aAasÁqÁ61aua a¡goz!l!!n ON! 'u1060 'paw10:1suo1¡ ag u oo Á6Jaua pa;o¡sS!41 ·4¡1oa ay¡ say::>oa1 ¡oy¡ Áfüaua m¡os a4¡ 6upo¡s :1-º sÁoM s,a;n¡oN :1-º auo si ssourorq

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72

latex sap res in oíl wox other fluids

In summary, this cotegory for biomass sources caembrace:

Furthermore, oíl- and wax-producing plants exislNormally extrocted from fruits and grains, thesproducts present o colorific value two times highethon that for cellulose, starch and other corbohydrates.

Other plants produce hydrocorbons similar to gosolinediese! orfuel oi l. .

Cerloin p!ants hove sap or latex with a compositionsimilor to tho t of certain fuels or chemical productsderived from petroleum. The best-known exampleis nalural rubber.

D. BIOFLUIDS

The cultivotion of aquatic photosynthesis resourcehas a short history in relation to lond cultivation. greotdeal of technologiescurrentlycome from Asiatinations.

Oftheseplants, the bestknown inBraZil isthe"aguopé"research is now underway on ils transformation intbiogas through a noerobicdigestion ..

A sizeable number of biomass sources, practicollyuntapped, proliferate in walers around !he worldThese aquatic plants constitute a vast biomass resourcof excellent volue. Essential ly, lhey ore highly-produc-tive plants that need no cultivated land, fertilizers, pestícides. They reoch a produclion of 85 tons/ha/ yeorofdry rncter iol.

For their development, these plants needs sunshine, corbondioxideand nutrients. Water plantscandevelopboth in fresh water (lckes, dams, rivers)ond insolt wat(oceans).

There exists a greot variety of plonts grown in water. ·. Thesevory from unicellular microa!gae to macroalgae.

C. WATER PLANTS

amylaceouscrops (cassava, corn, potatoes, etc.) cellulose (pasture, bornboo, etc.) sucrose (cane, sacch.arine sorghum, etc.)

Energy plontotionsof non-ligneousplants mustbe rich in:

The types of energy plantalions to be cultivoled depend onthetypeof biofuel that needs lobeobtained, and on the edopho-cl imatic conditions of the selected region. The biofuel, in !urn, depends on the consequerices of lheenergy morket needs tobesatisfied.

This colegory includes small pionts: normally lhese are food producls but they can also serve asan energy source. Almos! olways, they ore plonted and their lheir cullivotion is seosonol. We could point out os examples: sugar cone, saccharine sorghum, sugor- beets, etc. These sources presenl the advontage thct lheyore more accessible lo energy users thon the forests of the previous category.

B. NON - LIGNEOUS PLANTS

These deforested oreas mus! be replonted with genelically superior"trees, so that the total quantity of forest resources ovailable for the future can increase gradual.ly, withoul increasing !he plonled orea. lt is true thot the increase of forest resources ond an in- lelligent managemenl of existing forests will result in greatedue 1 production.

When the felling of trees from notive forests is no! adequotely controlled, their exploítotion for wood or other purposes, brings about an exlensive transfor- malion intodesertareas.

naturally, in nativeforests artifically, in man-madeforests

conlent. ligneouswoodsoccur:


WD3dS ·3

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74

Simple sugors contain only one molecule of sugar within theír molecule, the monosaccharides; in this

C12H22011 + H20 enzymes 2C6H1206

(sacchorose)

C6H1206 erizyrnes 2C2H50H + 2C02 (dextrose) (ethanol)

The reactíons con be fed with various forms of plo nt biornoss. mainly carbohydrates: sugars, amides and cellulose. In the case of these carbohydrates, two hypotheses are considered: the raw materia 1 already has sorne simple sugars (such as sacchorose from sugar cene) which can befermented dírect!y; il can also contoin more complex sugars (such o starches and cel lulose) which must be hydrolyzed tosí mplesugorsbeforefermentati on.

Ethonol production through fruít and cereal ferrnen- tation has been in use for centuries. The fermentation process is basica 1 ly a decomposition reaction which

. i nvo ]ves the í nteraction of varíous enzymes and sugar solutions. Enzymes serve os cata!ysts, according to the reaction be low, showing sucrosefermentation:

Ethanol is produced through the biochemical conversion of fermentable sugors through m icroorgonisms such osfungi, bacterias, yeasts, etc.

The rnoin fue! produced by the fermentation process isethonol oralcohol.

2.2. l FERMENTATION

fermentotion anaerobícdigestion

The study of biologíca! conversions of btornoss con besubdivided into:

2.2 Biological conversions

Far centuries, sorne biomass forms hove been used directlyos fuels, without any tronsformation beforehond. j-.Jevertheless, many technologíes currently exist far the conversion of biomass inlo biofuels, in order to facilitate theirenergybenefifs.

Al! this variety of ways to convert biomass into biofuels responds to basic principies of !ífe and Nature. A com- plete cycle exísts in ali of these conversíons.

A great variety of woys exíst to convert biomass directly into biofue ls. Although ít cannot be said that a better process exísts, it all depends on where and why biomass conversion is beíng done. One conclusion is evídent as reqordsrow materials, and it is thal all or- gonic residues and detritus should be used at maximum, since even after being converted to biofuels, they still serve to recycle nutrients and clase the cycle. ·

1 This paper wi 11 lirnit ítself to the chemícal conversion

processes, due totHeirgreat i mportance.

breokdown of cellulose molecules through the octions of mineral acids or selected bacteria.

incomplete combustion to generate chemical products derivedfrom biomass (synthesisgos );

Chemical conversion techniques are based on molecu loro lterotions in biomassstructure. Forexample:

drying tech n iquestoreducewatercontent.

size-reduction techniques, suchas transformoti on into chunks, puíver izotiori, etc.

Conversion processes may be physical or chemical, ora combínation of the two. Physícol conversion techniques are based on phvsiccl alterations in the form of biomass. For example, the form of forest biomass or wood can be modifíed by:

Comparing plants with solar, wind and hydro devices, they are very inefficíent in conver!íng solar energy into utilizable energyforms, (SeeFigure l ).

back ínto space. Most of the solar energy that finally enters the atmosphere ends up feeding the wind, tern- perature and water systems of the biosphere , The remoinder, a mere O. l %, is captured by lond plonts, algoe andsomespecies of bacteria; a nd i! is converted byphoto- synthesís íntochemica 1 energywithin protoplosm.


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76.

Direcr combustion is o therma 1 decomposition process for biomoss, which is totally converted into thermol energy, leoving only salid residue ash.

2.3.3 DIRECTCOMBUSTION

Of the above, on!y the fírst fou r ore energy-active; and the rest ore inerl, diluting the gas and lowering its calorific value. The tors, in spite of being combustible, are undesiroble praducts in gas composition, far they polymerize when hot, leoving incrustations in the pipes, and when cool they condense as o dork viscous liquid thal obstructs burner pipelines.

Chemical reactions occurring during the wood gosificotian process are much more complex than íhose occurring in chorcoal gasifica!ion, moinly due to wood's higher content of volatile materials. More in-depth studies would be necessory to clear up !he mechanisms in wood gasification; this paper will therefore be lirnited to chorcool gosifícalion. ·

CO (corbon manoxide) (5-15%) H2 (hydrogen) (10- 13%) CN Hn (1 ight hydrocarbons) ( l - 4 % ) C13H200 (tars) (O- 5%) C02 (carbon dioxide) {9 - 11 % ) N2 (nitrogen) (42 - 45%) H20 (water vapor) (11 - 22%)

The gas produced is o mixture of:

Biomass gasíficotion is a very old process to convert a salid fuel into a goseous one with better transport chorocteristics, better ingnitian efficiency, greater storoge facility, ond better adaptability to existing burners ond engines. Moreover, gas produced during gasification can also be utílized as feedstock for other processes ( methanol synthesis ).

Gosificatian is a thermal pracess of biomoss (ar chorcoal) decomposition where the sought-ofter end product is a combustible gas contoining CO ond H2 (carbon monoxide and hydrogen) os the main active energy components.

2.3.2 GASIFICATJON

In continuous chorcool-making processes it is possible to estoblish stable conditions, control temperature ond corbonizotion speed ond obtoin chorcool of very homogeneous charocteristics, accordíng to the specific demand.

In Brazil, all existing chorcoal-making facilities are planned to obtoin only this product ond to issue condensables and non-condensobles inta the atmosphere. Aside from a large energy woste, this represents a high degree of environmental pollution.

Charcoal

carbon dioxide corbon monoxide hydragen hydrocarbons etc.

Non-condensable gases

Condensable vapors tars ocetic ocid water methanol hydrocarbons etc.

BIOMASS + HEAT

Chemicol reactions toking place in the process of carbonization of wood are very complex; thus it is preferoble to represen! them in the following woy:

Biomass, especially woad, undergoes o process of corbonization when it is heated to temperatures of over 300ºC, to rid it of water vapor, pyraligneous liquids ond uncondensable gases ond leove only chorcoal.

Carbonization is a thermol process of biornoss decompositian at high temperatures, where gases and líquid are volatilized, leoving merely a salid compound made up almost exclusively of pure carbon. This salid is colled chorcoal.

2.3. l CARBONJZATION


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78

In this process, vegetable oil is subjected to a temperature of 300ºC in the presence of cato lyzers, which proceed to ruplure complex molecules and form linear corbon frogments similar to those produced in the mineral oil industry, with the greatest concentration in chains of 12 to 20 corbons.

Catalytic cracking is a vegetoble oil modificotion process which uses catalyzers to provoke the breakdown of the molecule and consequently irnpr'ove the characteristics of the oil with the oim of substituting diesel oil.

2.4.4 CATALYTIC CRACKING

As is known, vegetable oils ore o mixture of trigly- cerides, that is, 3 carboxylic ocids bonded to o glyceron (glycerine) molecule. What happens during tronses- terificotion is merely the substitution of one molecule of glyceron by three molecules of alcohol (ethonol or methanol), to forman ethyl or methyl ester, depending on the !ranses!erifying agent used. This reaction occurs only in the presence of a catalyst ond ot a temperature ronging between 80 and l lOºC.

rn2~oH {glycerine}

(ester} (ester) [ethcnol]

CH70,C.C.15H31

1 CH02C.

1 CH,o,c.C,7H33 {veqercble otl]

The reoction taking place is as follows:

Transesterification consists of having vegetoble oil reoct with alcohol in the presence of a catalyst, to obtain on ester with 14 to 20 carbon otoms in its molecule.

2. 4. 3 ALCOHOL TRANSESTERIFICA TIOhi


3G'v'l0 30 SOCl9W31W S3Sl'v'd SOl N3 V)ll39Cl3N3 VlSIJ\3CI Vl 30 SO)IN)31 S3l'v'SNOdS3CICl0:)

S31Cl1NnO::> Cl39W3W 30'v'l0 3Hl NI V::>ll39C13N3 'v'lSIJ\3CI 3Hl CIO::l SlN30NOdS3CICIO::> l'v')INH)31

ºUOJ!PU! as U9!JOí1U!lUOJ o enb 30Vl0 ap saJopou!pJoo:> so¡ o op!6!J!P ;es r;:ueqep u9po;oqo¡o::1 opo1

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6L ~


80

Licenciado Roberto Dávila Gómez Palacio Director General de Transacciones Internacionales SECRETARIA DE ENERGIA, MINAS E INDUSTRIA PARAESTATAL

Ave. Francisco Márquez 160 Colonia Condesa Teléfonos: 553-9024/553-9014 Telex: 177-5690 DUIAME ME México D.F.

México

Mr. Osmond St. Ciare Risden Permanent Secretory MlNISTRY OF.MINING AND NATURAL RESOURCES

2 St. Lucio Avenue Teléfono: 926-9170 Telex: 2374 FOREIGN JA Cosilla: 495 Kingston 5, Jamaica

Jamaica

Ingeniero Fausto Cáceres Avila Director General de Minas e Hidrocarburos MINISTERIO DE RECURSOS NATURALES

Boulevard Centroamericana Teléfono: 324827/324829/326193 Telex: 11 lOTRT PUBLX HT Tegu<;:igolpa D.C., Honduras

Honduras

Señor Michel Simon Director General SECRETARIA DE ESTADO DE MINAS Y ENERGIA

Teléfono: 62249 Telex: 2030246 INAREM Puerto Príncipe, Haití

Haitf

Mr. H. O. Bovell Permonent Secretary M!NISTRY OF ENERGY AND MINES

41 Brickdam and Boyle Place Teléfono: 02-65228 Telex: 2296 DEMWOOD GY Casilla: 1074 Georgelown, Guyana

Guyana

licenciado Augusto Estrada Solazar Director General de Minería e Hidrocarburos MINISTERIO DE ENERGIA Y MINAS

Diagonal 17, 29-78 Zona 11 Teléfono: 760679 al 82 Telex: 5516 PETGUA GU Guatemala, Guatemala

Guatemala

Mr. T errence Moore Director of Planning MINISTRY OF PLANNING, TRADE AND INDUSTRY

Teléfono: 2262/2991 Telex: 3450 PLANN!NG GA Casilla: 270 S!. George's, Grenado W. l.

Grenada

Coronel Antonio Morón Presidente COMISION HIDROELECTRICA DEL RIO LEMPA - CEL

9ª Calle Poniente Nº 950 entre 15° y 17º Ave. Norte Teléfono: 71-0855 Telex: 20069 CEL SAL San Salvador, El Salvador

El Salvador

Licenciado Gustavo Rodas Director de la Unidad Asesora de Asuntos Internacionales MINISTERIO DE RECURSOS NATURALES Y ENERGETICOS

Santa Prisco Nº 223 Teléfono: 570941 Telex: 2271 MINREC ED Cable: MINRECURSOS Quito, Ecuador

Ingeniero Bruno Philippi Yrorrazaval Secretorio Ejecutivo COMISION NACIONAL DE ENERGIA

Teotinos 120, piso 9 Teléfono: 81757/89262 Telex: 240948 CNE Casilla: 14 - Correos21 Santiago, Chile

Ecuador

Chile


81

Licenciado Alberto Volero Director Oficina Asuntos Internacionales MINISTERIO DE ENERGIA Y MINAS

Torre Oeste, Porque Central, piso 17 Teléfonos: 5076310/5076311/5076307 Telex: 22594 MEM VC/21692 MEM VC Caracas, Venezuela

Venezuela

Ingeniero Enrique Levrero Pu ig Director Nacional de Energía MINISTERIO DE INDUSTRIA Y ENERGIA

Rincón Nº 723 - 3er. piso Teléfono: 913945 Telex: 22072 MINIE Montevideo, Uruguay

Uruguay

Mr. Trevor M. Boopsingh Acling Permanent Secretary MINISTRY OF ENERGY ANO NATURAL RESOURCES

4th Floor, Salvatori Building lndependence Square Teléfonos: (62) 38841 (62) 38846 Telex: 3321 TRINEX WG Casilla: 96 Por! of Spain, Trinidad ond Tobago

Trinidad & Tobago

Mr. Harry S. Kensrnil Permanent Secretory MINISTRY OF NATURAL RESOURCES ANO ENERGY

Dr. de Mirondastroat 19 , Teléfono: 77487

Telex: 118 ALBUZA SN/323 NHESUR SN Paramoribo, Suriname

Suriname

Edificio Compostela, Quinta Planta Autopista Duorte Km. 6 (junto al Colegio Ciare!) Teléfonos: 5655004/5655090 Telex: 4148COENERDR Casilla: 391-2 Santo Domingo, República Dominicano

Ingeniero José Ramón Acosto Secretario Ejecutivo COMISION NACIONAL DE POLITICA ENERGETICA

República Dominicana

Señor Donald Tornawiecki Secretario Técnico Consejo Nacional de Energía MINISTERIO DE ENERGIA Y MINAS

Avenido Los Artes s/n, Urb. San Bcrio, Surquillo Teléfonos: 410819/412825 Telex: 25731 PU MEM Lima, Perú

Perú

Señor Julio C. Gutiérrez Presidente PETROLEOS DE PARA GUA Y

Teléfonos: 95117/95118/95119 Asunción, Paraguay

Paraguay

Ingeniero Nitzia de Villorreal Director General de Hidrocarburos MINISTERIO DE COMERCIO E INDUSTRIA

Calle Arturo del Valle. Edificio de lo lotería Teléfonos: 273331/640173/640750 Telex: 2256 COMERIN PA Cosilla: 9658 Panamá, Panamá

Panamá

Ingeniero Fernando Cuevas Viceministro INSTITUTO NICARAGUENSE DE ENERGIA

Teléfonos: 74103/72680/74105 Telex: 2344 INE Apartado: 55 Managua, Nicaragua

Nicaragua


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