Analisis de procesos de transferencia de calor en ambientes favorables para energia geotermica en Colombia, por medio de un sistema de baja entalpia en St. Lawrence Lowlands, Québec, Canadá

Abstract

Investigaciones realizadas desde los años 60 permitieron delimitar las regiones geográficas asociadas a una favorabilidad geológica, confirmando los importantes recursos geotérmicos que posee el país. El ambiente tectónico del territorio colombiano favorece la ocurrencia de anomalías térmicas manifestadas por numerosos sistemas hidrotermales. Paipa, Boyacá, fue seleccionada como una de esas áreas privilegiadas geográficamente, y por ende cuenta con un alto interés investigativo. Desde entonces, ha sido una región estudiada con geoquímica, SR (Sensores Remotos) y métodos geofísicos tales como MT (Magneto Telúrico) y ERT (Electrical Resistivity Tomography), los cuales describen las características térmicas de la zona. En esta investigación se caracterizaron procesos de transferencia de calor en un sistema de baja entalpía al interior de la cuenca St. Lawrence Lowlands, Quebec, Canadá, con el fin de generar una metodología replicable que permita identificar ambientes con potencial geotérmico de las mismas características en Paipa, Boyacá?, Colombia. Para esto fue realizado un monitoreo de temperatura durante nueve días seguidos, en los cuales se observó detalladamente la evolución de la pluma termal generada por la inyección de calor mediante el método Borehole Heat Exchange (BHE). Dicho monitoreo permitió observar en detalle el comportamiento de las Zonas Termalmente Afectadas (TAZ), que se evidencia detalladamente gracias a la variación de la resistividad del subsuelo obtenido a partir de inversiones tipo Cross-Borehole modeladas con los softwares RES2Dinv, Oasis y el complemento de Python R2

Researches carried out since 1960s delimited areas geologically favored by geography, this confirms the important geothermal resources in the country. Moreover, Colombian tectonic framework is the principal causal of thermic anomalies that are evidenced thought numerous hydrothermal systems. Paipa, Boyacá, was one of these favored regions with a high research interest for scientists and geochemical, RS (Remote Sensing), and geophysical methods like TM (Magnetotelluric) and ERT (Electrical Resistivity Tomography) studies has been done. In this research, heat transfer processes were characterized in a low enthalpy system inside the St. Lawrence Lowlands basin, Quebec, Canada, in order to generate a replicable methodology to identify environments with geothermal potential of the same characteristics in Paipa, Boyacá?, Colombia. For this, a thermal system was monitoring for nine days, where the evolve of thermal plume generated by heat injection was observed in more detail using the Borehole Heat Exchange (BHE) method. This process allowed to observe the behavior of Thermally Affected Areas (TAR), which is evidenced for variation of subsoil resistivity obtained from Cross-Borehole inversion modeled using softwares RES2Dinv, Oasis and R2 Pyhton complement. Keywords: Low enthalpy Geothermal Energy, BHE, TAZ, Heat Injection, ERT, Paipa, St. Lawrence Lowlands