Recursos geotérmicos de la Región de Los Lagos

Introducción

La energía geotérmica, considerada como una fuente de energía renovable no convencional, es una energía limpia y de bajo impacto ambiental, que a pesar de sus altos costos iniciales de implementación, presenta muy bajos costos de operación, en comparación con energías obtenidas desde recursos fósiles. Las principales ventajas que presenta la energía geotérmica es que está disponible las 24 horas del día y durante los 365 días del año, no presenta variaciones estacionales y no presenta dependencia de las condiciones climáticas. Una ventaja muy importante es que genera emisiones a la atmósfera muy bajas, especialmente si es comparada con las emisiones asociadas con combustibles fósiles, siendo estos componentes totalmente naturales, producto de la separación de la fase líquida de la gaseosa durante el proceso de producción de energía geotérmica. Sin embargo, existen dos puntos muy importantes dentro de lo que contemplan las ventajas de la energía geotérmica, sus múltiples usos y, por sobre todo, tratarse de un recurso de muy alto potencial en Chile.

La amplia variedad de usos de la energía geotérmica, las que se suman a la ya conocida generación de energía eléctrica, incluye a los llamados usos directos: bombas de calor, calefacción domiciliaria, refrigeración, termas y piscinas temperadas (turismo y deporte), cultivo de hongos, secado de frutas, acuicultura, procesado de papel, invernaderos, teñido de telas, gasificación de bebidas, producción de químicos orgánicos, derretimiento de nieve, procesamiento de comida, secado de madera, pasteurización, entre otros, de una lista mayor que supera las 30 aplicaciones distintas. A nivel mundial, Asia es el continente con mayor capacidad eléctrica de origen geotérmico instalado, alcanzando los 4,55 GW, seguido de Norteamérica (3,99 GW), siendo los últimos en la lista Latinoamérica-Caribe con 526 MW y África con 176 MW. Paradójicamente, los tres países con mayor proporción de energía geotérmica en producción de energía eléctrica nacional no corresponden a las dos zonas indicadas previamente, sino que son Islandia en Europa, Kenia en África y Costa Rica en Centroamérica. Con respecto al uso directo, las tres mayores potencias a nivel mundial son China con un uso de 20.932 GWH/a, equivalente al 22% mundial, seguido por EE.UU. con 15.710 GWh/a (16% mundial) y Suecia con 12.585 GWh/a (13% mundial), siendo el uso directo de mayor utilización las bombas de calor (49%), seguido por termas-piscinas (25%) y calefacción (14%), siendo la acuicultura el sexto ítem en la lista, con el 2,6%. En el caso de la acuicultura, la energía geotérmica se utiliza principalmente para mejorar el desarrollo y tener un crecimiento óptimo de las especies marinas, las cuales incluyen las etapas de incubación de huevos y la producción de smolt, en diversas especies marinas como peces, moluscos, crustáceos y plantas acuáticas.

Chile es un país con un potencial geotérmico muy alto, producto de la existencia de una extensa franja volcánica activa, con presencia de más de 100 volcanes activos y/o potencialmente activos, más de una decena de campos geotérmicos y con, al menos, 300 fuentes termales a lo largo del territorio nacional (Hauser, 1997). Lahsen (1985) estimó para la franja volcánica en Chile un potencial geotérmico equivalente a 16.000 MW producibles en 50 años, o de 26.700 MW en 30 años. A pesar que la dificultad en el acceso a muchas de estas zonas de alto potencial, producto de la ubicación y, principalmente, por las barreras geográficas, ha sido un factor de alta importancia que ha impedido la explotación de esta energía en forma de electricidad, el uso directo de esta energía permitiría extender el espectro de usos de la energía geotérmica en Chile, pero sobre todo permitiría beneficiar a zonas alejadas de nuestro país mediante el uso directo en diversas aplicaciones de alta utilidad.

La unidad de Recursos Energéticos del Servicio Nacional de Geología y Minería (Sernageomin), es la institución del Estado que está asignada para realizar los diversos estudios destinados a la exploración y generación tanto de datos como del conocimiento asociado con la energía geotérmica en Chile. Es dentro de este marco que se realizó durante el año 2014 el primer mapa de favorabilidad geotérmica en Chile, con el objetivo de identificar áreas favorables para el desarrollo de proyectos de exploración/ explotación geotérmica en la Región de Los Lagos. Este plan se mantiene en el tiempo, con generación de nuevos mapas de otras regiones de Chile, tal como la Región de Los Ríos durante el 2015, y con un plan de continuidad en el tiempo, de forma tal de cubrir la totalidad del territorio nacional durante los próximos años. En el presente artículo son presentados brevemente los principales resultados obtenidos del estudio de los recursos energéticos de la Región de Los Lagos (Aguilera y col., 2014).

Metodologías

Para la determinación de la favorabilidad geotérmica en la Región de Los Lagos, fue necesario realizar una evaluación de los recursos geotérmicos presentes en la Región, dentro de lo que se incluyó los recursos presentes tanto en la llamada Depresión Central como en la Cordillera Principal. La evaluación de los recursos geotérmicos incluyó las siguientes metodologías: 1. Mapeo geológico superficial, lo que incluyó identificación de la litología (tipos de rocas) y mapeo de estructuras tales como fallas, lineamientos, entre otros; 2. Compilación de datos hidrogeológicos de la zona de la Depresión Central, que incluyen datos de temperatura de agua subterránea, niveles estáticos, descripción litológica. Habilitación de sondajes y pruebas de bombeo; 3. Muestreo de aguas provenientes de fuentes termales para la obtención de datos de la composición química de las mismas; 4. Procesamiento de datos geofísicos de tipo gravimétrico, con el objetivo de establecer la distribución de litologías y estructuras en el subsuelo.

El último paso fue la obtención de los mapas de favorabilidad geotérmica, para el cual, en el caso de la Depresión Central, fue presentado como un mapa de interpolación de datos de profundidad y temperatura del agua subterránea en los acuíferos de mayor importancia presentes en la región. En la Cordillera Principal, el método utilizado fue la interpolación de datos provenientes de cuatro fuentes de información distintas, correspondientes a (Figura 1): a) Distribución de las manifestaciones termales superficiales y su temperatura profunda asociada (determinada mediante geotermómetros iónicos, utilizando datos de la composición química del agua); b) patrón estructural a nivel regional y distribución de fallas y lineamientos; c) distribución de las unidades litológicas permeables; d) distribución y edad de los depósitos asociados a centros volcánicos eruptivos. El primer factor (distribución y temperatura profunda de emisiones termales) ha sido considerado como el factor de mayor confiabilidad para la favorabilidad en este ambiente, asignándosele un factor de ponderación del 40%. Los siguientes parámetros, correspondientes al patrón estructural, distribución litológica y distribución de centros volcánicos, fueron asignados con factores de ponderación del 30, 20 y 10%, respectivamente (Lemus y col., 2015).

Resultados y principales zonas de alta favorabilidad geotérmica

Los resultados obtenidos deben ser separados en dos zonas, Depresión Central y Cordillera Principal (Figura 2), no sólo por su distribución geográfica, sino también por las características del recurso geotérmico, donde en el primer caso, son de muy baja a baja temperatura, mientras que en el segundo son de media a alta temperatura, diferencia que impactará en el tipo de uso que puede ser dado a este recurso.

Depresión Central de la Región de Los Lagos

En el caso de la Depresión Central, los recursos de muy baja temperatura están contenidos en unidades hidrogeológicas (acuíferos) localizadas a profundidades inferiores a 200 m, mientras que los recursos de baja temperatura, se localizan en acuíferos de profundidades superiores a los 200 m. En relación a los recursos geotérmicos de muy baja temperatura, los acuíferos con mayor potencial desde el punto de vista energético corresponden al denominado acuífero libre A2/A1 y en los acuíferos confinados //A1, A2//A1 y //B1. Específicamente, considerando la profundidad y temperatura del agua subterránea, en el acuífero libre A2/A1 las zonas más favorables con mayor temperatura registrada (16 °C y 20,6 °C) y a menor profundidad de extracción (0 y 30 m b.s.t. o metros bajo la superficie del terreno), se encontrarían en el sector de Río Negro-Purranque-Puerto Octay (3 y 7 m b. s.t.), en el extremo noreste de la isla de Chiloé (0 y 5 m b.s.t.), y en la parte central de la isla de Chiloé (5 y 30 m b.s.t.). De la misma forma, en el acuífero confinado //A1, las zonas más favorables, con mayor temperatura (17,5 °C y 19,8 °C), se encontrarían en el sector de Agua Buena- La Capilla (20 y 30 m b.s.t. en el sector oeste comprendido entre las localidades de Osorno y Río Negro-Chanchán (10 y 70 m b.s.t.) y al sureste de la localidad de Rupanco (40 m b.s.t.). Finalmente, en el acuífero confinado //B1 (Figura 3), las zonas más favorables, con mayor temperatura (16 °C y 23,3 °C), se sitúan en el sector comprendido entre los lagos Natri y Huillinco, isla de Chiloé (10 y 40 m b.s.t.), y en la parte norte del acuífero, expuesta en el borde norte del lago Llanquihue (20 y 40 m b.s.t.). A su vez, en relación a los recursos geotérmicos profundos de baja a mediana temperatura, los datos de pozos confirman la existencia de aguas subterráneas profundas en el acuífero confinado //C1, donde la temperatura del fluido se estima entre 30,03 °C y 44,86 °C a los 800 m de profundidad. Los valores sobre los 40 °C, se encuentran concentrados en la parte central de la subcuenca Los Muermos, y en la parte suroeste de Puerto Montt.

Cordillera Principal de la Región de Los Lagos

En la Cordillera Principal han sido reconocidos tres ambientes termales (Figura 3): i) Ambiente Volcánico, correspondiente a las emisiones localizadas en los flancos de los sistemas volcánicos Antillanca- Casablanca (Pangal, Pichichanleufú, Puyehue, Aguas Calientes, Rupanco), Yate-Hornopirén-Apagado (Lago Cabrera, Pichicolo, Chucau) y Huequi- Cerro Colorado (Porcelana y Comau); ii) Ambiente ZFLO Marino, emisiones localizadas sobre la traza de la Zona de Falla Liquiñe-Ofqui (ZFLO), en zonas costeras e influenciadas por los efectos de las mareas, en el estero Reloncaví (Ralún, Rollizos, Las Conchas, Sotomó, Puelo) e Isla Llancahué (Llancahué); iii) Ambiente ZFLO Continental, emisiones termales emplazadas en la traza principal de la ZFLO y en fallas subsidiarias de orientación NW-SE y NE-SW (Cayetué, La Nueva, Cahuelmó, El Peñón, Lago Negro, El Amarillo, Yelcho, Moraga). El ambiente volcánico se caracteriza por la presencia de aguas maduras provenientes directamente desde reservorios hidrotermales. El ambiente ZFLO Marino está dominado por aguas moderadamente salinas provenientes de zonas profundas y presentarían una fuerte mezcla con aguas de origen marino. Finalmente, el ambiente ZFLO Continental se caracteriza por presentar una transición composicional que varía desde aguas no salinas a moderadamente salinas, las cuales corresponden a aguas subterráneas calentadas por circulación profunda (favorecido por las estructuras como fallas o lineamientos) o el aumento del gradiente geotérmico local. En todos los ambientes definidos, las aguas tienen un origen meteórico, sin evidencias de incorporación de aguas de origen magmático. Mediante la utilización de geotermometría de iones disueltos en aguas termales, tales como el conjunto Na+-K+-Mg₂+-Ca₂+, el par K-Na y el SiO₂, fueron definidas temperaturas de reservorios para cada sistema termal, las cuales corresponden a: i) Ambiente Volcánico, sistema Antillanca-Casablanca (140-190 °C), sistema Yate-Hornopirén- Apagado (75-138 °C) y sistema Huequi-Cerro Colorado (215-250 °C); ii) Ambiente ZFLO Marino, sistema estero Reloncaví (130-195 °C) e Isla Llancahué (124-150 °C); iii) Ambiente ZFLO Continental, emisión Cayetué (160 °C), La Nueva (150°C), Cahuelmó (145 °C), El Peñón (160°), Lago Negro (150 °C), El Amarillo (130 °C) y sistema Yelcho-Moraga (121- 127°C). De la Cordillera Principal se han definido tres grandes zonas de alto interés geotérmico: i) Sistema volcánico Antillanca-Casablanca, con rangos de favorabilidad geotérmica que varían entre el 60% y casi el 100%, temperaturas de salida de aguas termales entre 62 °C y 85 °C, presencia de aguas maduras y presencia de al menos un reservorio geotermal, cuyas temperaturas profundas varían entre los 140 °C y 190 °C; ii) Sistema Estero de Reloncaví, presenta valores de favorabilidad que superan el 90%, con aguas termales maduras provenientes directamente del reservorio geotermal, aunque con una fuerte mezcla con aguas de origen marino, y temperaturas profundas que varían entre los 130 °C y 195°C; iii) Sistema Huequi-Cerro Colorado, cuyos valores de favorabilidad geotérmica superan el 60%, presencia de aguas maduras típicas de reservorios geotermales maduros, y temperaturas máximas de reservorio entre 215 °C y 250 °C.

Discusión y perspectivas

Considerando la localización de muchas de las emisiones termales de la Región de Los Lagos, específicamente a lo largo del borde costero interior (e.g. Estero de Reloncaví), uno de los principales usos de esta energía en su forma de uso directo es para la acuicultura, dentro de lo que se contaría la industria salmonicultora, de alto desarrollo en la región. El principal uso de la energía geotérmica en la acuicultura implica el incremento de la temperatura del agua donde se encuentran las especies marinas, considerando que incluso un incremento no mayor a 5 °C, permite una mejora en el 40% para alcanzar el crecimiento óptimo de una especie en particular (Figura 4; Boyd y Lund, 2003). En consecuencia, la explotación de aguas termales que son emitidas en superficie es de muy bajo costo, ya que la inversión se concentraría exclusivamente en la extracción, transporte y enfriamiento (éste último sólo en caso de ser necesario) del recurso (agua termal) hacia las zonas de cultivo. Los costos se incrementan en caso de ser necesario obtener el recurso de zonas profundas, donde la construcción y habilitación de un pozo implica una mayor inversión, la cual alcanzaría valores que bordean los 20 millones de pesos, considerando un pozo de 50 m de profundidad con una bomba de extracción de alta capacidad para obtener un alto flujo de extracción de agua. En consecuencia, los costos de un pozo dependerán directamente tanto de la profundidad del mismo como del caudal de agua requerido para extraer.

Un punto muy importante en el desarrollo de la actividad geotérmica en Chile, específicamente para las actividades de exploración/explotación de la energía geotérmica en sus diversas formas, es necesario recurrir a la Ley Sobre Concesiones de Energía Geotérmica Ley N°19.657 del Ministerio de Minería, año 2000 (http://www. sernageomin.cl/gobiernotransparente/ m a r c o n o r m a t i v o / p d f _ m n / LeyConcesionesdeEnergiaGeotermica. pdf), en cuyo artículo 10 indica que “Toda persona natural chilena y toda persona jurídica constituida en conformidad con las leyes chilenas tendrá derecho a solicitar una concesión de energía geotérmica y a participar en una licitación pública para el otorgamiento de tal concesión”. Esta regulación permite establecer las normas necesarias para una adecuada exploración y explotación del recurso, por lo que es necesario revisar detalladamente dicha ley ante la eventualidad del uso de dicho recurso.

Finalmente, diversos esfuerzos se están realizando actualmente en Chile para incrementar el conocimiento de los recursos geotérmicos existentes. De esta forma, Sernageomin se encuentra actualmente realizando este mismo estudio en la Región de Los Ríos, cuyos resultados serán entregados al público durante el año 2016. Este tipo de estudios han sido proyectados al largo plazo, con el objetivo de cubrir todo Chile y, con esto, incentivar especialmente el uso directo de la energía geotérmica.

Referencias

Aguilera, F., Honores, C., Lemus, M., Neira, H., Pérez, Y., Rojas, J. 2014. Evaluación de los recursos geotérmicos de la Región de Los Lagos. Informe Registrado IR-14- 57, Subdirección Nacional de Geología, Servicio Nacional de Geología y Minería. 253 p.

Boyd, T., Lund, J. 2003. Geothermal heating of greenhouses and aquaculture facilities. International Geothermal Conference, 2003, Actas.

Hauser, A. 1997. Catastro y caracterización de las fuentes de aguas minerales y termales de Chile. Servicio Nacional De Geología y Minería. Boletín N° 50.

Lahsen, A. 1985. Origen y potencial de energía geotérmica en Los Andes de Chile. En: Geología y recursos minerales de Chile, Tomo I, p: 425-438. Editorial de la Universidad de Concepción.

Lemus, M., Pérez, Y., Honores, C., Aguilera, F. 2015. Favorabilidad geotérmica en ambientes de media a alta entalpía de la Región de Los Lagos. XIV Congreso Geológico Chileno, Actas.