Geólogos que taladraban un pozo exploratorio geotérmico en el volcán Krafla en Islandia, en 2009, se encontraron con una gran sorpresa: la lava subterránea, también llamada magma, fluía dentro del pozo a 2,1 kilómetros de profundidad, lo que obligó a los científicos a parar la perforación.
"De todo lo bien conocido por nosotros, sólo un caso anterior ha sido documentado de magma fluyendo mientras se taladra un pozo geotérmico", dijo Wilfred Elders, geólogo en la Universidad de California en Riverside, y director del equipo de investigación.
Para llevar a cabo sus investigaciones, los científicos recibieron 3,5 millones de dólares de la National Science Foundation (NSF), y 1,5 millones de dólares del International Continental Scientific Drilling Program.
Elders y su equipo estudiaron el pozo dentro de la caldera Krafla como parte del Proyecto de Perforación Profunda en Islandia, desarrollado por un consorcio entre la industria y el gobierno con el objetivo de comprobar si los fluidos geotérmicos a presiones y temperaturas supercríticas podrían ser explotados como fuentes de potencia, dijo Leonard Johnson, director del programa de la Division of Earth Sciences de la NSF.
"Estábamos perforando un pozo que fue diseñado para buscar fuentes de energía geotérmica en el volcán y a gran profundad, a unos 4,5 kilómetros", explicó Elders. "Aunque el flujo de magma interrumpió nuestro proyecto, nos dio una oportunidad única para probar un sistema de intenso calor geotérmico como fuente de energía".
En la actualidad, un tercio de la energía eléctrica y el 95 % de la calefacción de los hogares en Islandia, se producen a partir del vapor y agua caliente que se produce de forma natural en las rocas volcánicas.
"La economía en la generación de energía eléctrica a partir del vapor geotérmico, mejora cuanto mayor sea su temperatura y presión", dijo Elders.
"A medida que se va perforando más profundamente en una zona caliente, aumenta la temperatura y la presión, por lo que debería ser posible llegar a un entorno en el que un líquido más denso tuviera un contenido calórico muy elevado, pero también, una viscosidad inusualmente baja, produciéndose la llamada “agua supercrítica”.
Aunque el agua supercrítica se utiliza en las grandes centrales eléctricas de carbón y electricidad, Elders dijo que "nadie había tratado de usarlas y son de las que se producen de forma natural en las zonas más profundas de las áreas geotérmicas".
Elders y su equipo informaron en la edición de marzo de la revista Geology, publicada por la Sociedad Geológica de América, que aunque el volcán Krafla, al igual que otros volcanes en Islandia, son de basalto (roca volcánica que contiene un 45-50 % de sílice), en el magma, lo que encontraron fue la riolita (una roca volcánica que contiene 65 a 70 % de sílice).
"Nuestros análisis muestran que este magma está formado por la fusión parcial de algunos basaltos en el volcán Krafla", expresó Elders.
"La presencia de pequeñas cantidades de riolita en algunos volcanes de basalto siempre ha sido una especie de rompecabezas”.
"Se había inferido que al darse algún proceso desconocido en el área de origen de los magmas, en el manto profundo debajo de la corteza de la Tierra, se produzca una riolita rica en sílice, fundirse y formarse, aparte del dominante magma del basalto que es pobre en sílice".
Según Elders, en los sistemas geotérmicos, el agua reacciona con las rocas y altera su composición, en un proceso denominado "alteración hidrotermal".
“Nuestra investigación muestra que la riolita se forma cuando un magma basáltico derivado del manto encontró un basalto alterado hidrotermalmente, y quedó fundido y parcialmente asimilado por la roca", dijo.
En la primavera de 2009, Elders y su equipo progresaban normalmente con la perforación del pozo alcanzando 2 kilómetros (6.600 pies) de profundidad.
Sin embargo en los siguientes 100 metros (330 pies) perforados, ocurrieron varios problemas agudos de perforación.
Las perforadoras determinaron a los 2.104 metros (6.900 pies) de profundidad, que la tasa de penetración había aumentado repentinamente e incrementando la torsión en el montaje de perforación, y interrumpiendo su rotación.
Cuando la tubería de perforación fue elevada más de 10 metros (33 pies) y bajada nuevamente, la broca se atascó a los 2.095 metros (6.875 pies).
Se había llenado una intrusión de magma de 9 metros (30 pies) en la parte baja de la perforación abierta. El equipo logró terminar la perforación y completó el agujero como un pozo de producción.
"Cuando el pozo fue probado, el vapor seco de alta presión fluyó hacia la superficie con una temperatura de 400°C o 750°F, proveniente de una profundidad inferior a la del magma", dijo Elders.
Él y su equipo estimaron que este vapor puede generar 25 megavatios de electricidad si se pasa a través de una turbina de electricidad adecuada, suficientes para suministrar de energía de los 25.000 a 30.000 hogares.
"Esto lo hace una atractiva fuente de energía", y agregó que “lo normal era que los pozos geotérmicos de alta temperatura produzcan sólo 5 a 8 megavatios de electricidad a partir de 300 grados Celsius o 570 grados Fahrenheit de vapor húmedo".
Elders cree que debería ser posible encontrar flujos razonablemente poco profundos de magma, en otras partes de Islandia y el mundo, donde se producen jóvenes rocas volcánicas. "En el futuro, estas podrían convertirse en fuentes atractivas de energía de alta calidad”.
El Proyecto de Perforación Profunda en Islandia, no ha abandonado la búsqueda de recursos geotérmicos supercríticos. El proyecto planea perforar un segundo pozo profundo en el suroeste de Islandia en 2013.
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