México está ubicado en un sistema de vulcanismo y sismicidad; posee un envidiable potencial geotérmico; ocupa el tercer lugar a nivel mundial en la utilización de la geotermia para generar energía eléctrica con una capacidad de casi 1000 Megawatts (MW); junto con México, otros 27 países usan electricidad de origen geotérmico con una capacidad total de 9 mil MW, suficientes para cubrir la demanda de electricidad de más de 25 millones de personas.
Las emanaciones de agua caliente, escapes de vapor, manantiales termales, pequeños volcanes de lodo y géiseres son manifestaciones superficiales del calor interno de la tierra, y su formación está relacionada con la de los volcanes; ese calor es la geotermia. Su uso para la producción de electricidad es una forma económica de generar energía, ya que no se quema ningún combustible fósil y por tanto la emisión a la atmósfera de gases como los óxidos de nitrógeno y azufre es menor.
La primera central en el país que utilizó vapor geotérmico para la generación de energía eléctrica fue Pathé, Hidalgo, en 1959. Actualmente existen cuatro centrales geotermoeléctricas en el territorio mexicano.
Rafael Lima García, ingeniero industrial mecánico térmico y superintendente general de la Central Geotermoeléctrica Humeros, ofrece a este suplemento detalles sobre el proceso de generación de energía eléctrica por medio de la geotermia y del campo geotérmico.
El magma, materia rocosa fundida, se produce en los límites de las placas tectónicas. Durante su enfriamiento, el magma cede calor a las rocas que lo rodean y emite algunos fluidos; el agua caliente contenida en fracturas se mezcla con los fluidos magmáticos, pudiendo alcanzar una temperatura de más de 350 grados centígrados.
La excavación de pozos geotérmicos ocupa mecanismos y técnicas similares a la de los pozos petroleros y a profundidades semejantes; los pozos son el conducto para llevar los fluidos geotérmicos, una mezcla de agua salina de la cual debe separarse, ya que lo que enviará a la turbina es únicamente el vapor a la superficie con cargas mínimas de presión y temperatura; se utilizan para mover una turbina exactamente como lo hace el vapor de agua a presión que se produce en las calderas de las plantas termoeléctricas convencionales.
El vapor, ya separado, se conduce a las plantas mediante tubería de acero llamada vaporductos; el agua salina o salmuera se envía por tuberías de polietileno, por canales a cielo abierto, a lagunas de evaporación o directamente hacia pozos inyectores donde se regresa al sistema del subsuelo. De esta manera se contribuye a recargar el yacimiento y se evita cualquier posible contaminación.
Los Humeros
A 40 kilómetros de la ciudad de Perote, en el municipio de Chignautla, Puebla, se encuentra la Central Geotermoeléctrica Humeros. Las constantes curvas del camino pronunciado regalan a sus visitantes una panorámica excepcional, la accidentada Sierra Madre Oriental contemplada a 2 mil 600 metros sobre el nivel del mar (msnm).
Su nombre se debe a que el vapor que se observaba en los patios de las casas de los pobladores era confundido con humo, y la tierra que humea sobrevino en Los Humeros.
En 1970 entró en operación la primera de las ocho unidades turbogeneradoras, cada una de 5MW. Los fluidos del yacimiento se alojan a 2 mil 200 metros, y su fuente de calor es la cámara magmática que formó la caldera volcánica hace 100 mil años. El campo de Los Humeros tiene aproximadamente 25 kilómetros cuadrados, y en su extensión están perforados alrededor de 43 pozos geotérmicos, de los cuales 23 están en operación y tres de ellos se utilizan para reinyectar el agua a los pozos. Los pozos en operación irradian cada año más de 4 millones de toneladas de vapor y también producen más de 800 mil toneladas de salmuera; esta última se regresa por completo al yacimiento a través de tres pozos inyectores.
Cada unidad tiene una turbina y un generador; la turbina ocupa el vapor geotérmico para moverla y la hace girar a 5 mil 600 revoluciones por minuto (r. p. m.). El generador tiene un reductor que gira a mil 800 r. p. m. y genera la energía eléctrica con un voltaje de 4 mil 160 volts. De ahí se envía a un transformador que eleva este voltaje a 115 mil volts; CFE transmite la energía a alguna subestación en 115 mil, 230 mil y 400 mil volts. Una vez que la energía se transmite a alguna subestación, se une a las líneas de transmisión y se interconecta todo el voltaje al Sistema Eléctrico Interconectado Nacional (SEIN). El SEIN es la red de conductores que interconecta la energía que se genera en todas las centrales de la República, excepto en la zona norte.
Así, es posible que la energía eléctrica que recibe Perote venga de Chicoasén o Malpaso, Chiapas.
La energía que se produce en Los Humeros se distribuye en la zona de Libres, Zacapoaxtla y Teziutlán, Puebla, y en Altzayanca, Tlaxcala.
Actualmente están en proceso de construcción dos unidades turbogeneradoras más con capacidad de 25 MW cada una.
Otros campos geotérmicos
A 30 kilometros al sureste de Mexicali, en un valle casi al nivel del mar, se encuentra la Central Cerro Prieto. Su nombre se debe al volcán Cerro Prieto, que tiene una altura de 250 metros al oriente de la Sierra Cucupah. En 1973 empezó a operar la primera unidad de 37.5 MW. Hoy tiene una capacidad instalada de 720 MW, sus pozos tienen profundidades de entre los mil 500 y 3 mil 500 metros, y es el segundo más grande del mundo; satisface más de la mitad de electricidad que consumen un millón de usuarios en la red de distribución de Baja California, incluidas ciudades como Mexicali y Tijuana.
El campo de los azufres, en Michoacán, está ubicado a 80 km al oriente de Morelia, a una altura de 2 mil 800 msnm. La primera unidad se instaló en 1982, y actualmente opera 14 unidades con capacidades de 1.5, 5 y 50 MW; su capacidad total es de 188 MW. Los fluidos geotérmicos están alojados a profundidades que varían de 600 hasta 2 mil 500 metros, y su fuente de calor está asociada al cercano volcán de San Andrés. CFE opera alrededor de 40 pozos que producen 15 millones de toneladas de vapor al año y 6 millones de salmuera, la cual se inyecta en su totalidad mediante 5 pozos inyectores.
El campo de Las Tres Vírgenes se ubica en Baja California Sur, a 40 kilómetros de Santa Rosalía. Debe su nombre a tres volcanes alineados de norte a sur y localizados en el área adyacente a los límites de la zona de reserva de la biósfera de El Vizcaíno, la mayor de América Latina. Es el más joven de los campos geotérmicos en México; su fuente de calor está asociada con la cámara magmática del volcán de La Virgen; los pozos tienen profundidades de mil 300 a 2 mil 500 metros y con ellos se alimentan dos unidades de 5MW cada una, que satisfacen la demanda de electricidad de Santa Rosalía y otros poblados cercanos, ahorrando 25 millones de litros de diesel al año.
La CFE ha explorado campos en otras zonas geotérmicas como Cerritos Colorados y La Soledad, Jalisco; Acoculco, Puebla; el domo San Pedro, Nayarit; el volcán Tacaná, en Chiapas, y en Chihuahua.
La energía residual de la geotermia puede emplearse en muchos usos directos. En la salmuera conserva una temperatura lo bastante alta como para obtener más provecho de ella; puede utilizarse para calefacción de viviendas y balnearios, procesos industriales y secado de madera, entre otros aprovechamientos.
