Modelación hidrogeológica de un sistema geotermal andino. $$b Aplicación en campo geotérmico El Tatio II Región de Antofagasta

Abstract

La existencia de un sistema geotermal requiere, aparte de una fuente de calor, que existan unidades geológicas permeables que constituyan acuíferos o reservorios y una recarga de agua adecuada al sistema. En ese sentido es fundamental conocer y estudiar los aspectos hidrogeológicos en los sistemas geotermales, en particular la interacción entre las aguas subterráneas y el gradiente térmico, de forma de anticipar el comportamiento de un sistema geotermal ante posibles escenarios de explotación y recarga. La motivación del presente trabajo de investigación radica en caracterizar la dinámica de las aguas subterráneas y modelar numéricamente los flujos y el transporte de calor en un sistema geotermal andino de alta entalpía. Esto, con el objetivo de contribuir al desarrollo creciente de la energía geotérmica en el país y por el potencial que esta representa. En particular, el trabajo se enfoca en el sistema geotérmico de El Tatio, ubicado en la Región de Antofagasta. Como hipótesis de trabajo se planteó que dicho sistema geotérmico es modelable numéricamente a través de un enfoque de flujo multifase no isotermal asumiendo un medio poroso equivalente, con permeabilidades consistentes con el tipo de roca y discontinuidades que conforman los acuíferos, permitiendo reproducir los datos registrados de temperatura y presión en el sistema. A partir de la recopilación y análisis de antecedentes hidrológicos, hidrogeológicos, topográficos y de estudios de exploración geológica y geoquímica, se elaboró el modelo conceptual del sistema, el cual constituyó la base para el desarrollo de la modelación numérica. Para la construcción del modelo numérico se utilizó: el software GMS (Groundwater Modeling System) como herramienta de creación de la grilla numérica, Microsoft Excel para el procesamiento de datos, y TOUGH2 para la resolución numérica del problema. El modelo fue posteriormente calibrado tanto en régimen permanente como en régimen transiente y luego fue sometido a un análisis de sensibilidad de los principales parámetros que condicionan el comportamiento del sistema. Los resultados indican que el modelo calibrado en régimen permanente reproduce en forma razonable los datos de temperatura y presión observados en los pozos existentes del sistema geotermal El Tatio. Esto indica que el enfoque basado en medios porosos equivalentes permite representar adecuadamente el comportamiento de un sistema cuya dinámica de las aguas subterráneas está dominada fundamentalmente por permeabilidades de tipo secundaria. El modelo calibrado permite además estudiar las respuestas del sistema ante potenciales escenarios de explotación, aunque la validez de estos resultados queda sujeta a las posibles mejoras en la calibración del régimen transiente del sistema.