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Analizan la desalación de agua de mar como un posible uso directo del calor

Un estudio elaborado por el CICESE caracterizó el potencial geotérmico de la playa La Jolla, ubicada al sur de Ensenada, donde la descarga de agua termal asociada a la falla geológica de Agua Blanca podría abastecer la demanda energética de varios procesos locales, entre ellos, la desalación de agua de mar.

Desde una perspectiva interdisciplinaria, la aplicación de tecnología moderna de exploración, procesamiento de datos, medición de temperaturas, así como la estimación de la descarga hídrica en la costa y su relación con la marea, fue posible describir las características peculiares de la anomalía térmica de esta playa, que registra 52°C en la superficie y alcanza hasta 93°C a una profundidad de 20 centímetros en la arena, una característica extraordinaria.

Además, se obtuvo la primera imagen de una anomalía geotérmica costera mediante el uso de vehículos aéreos no tripulados (drones) equipados con cámaras térmicas. Este resultado fue publicado recientemente en la revista científica Renewable Energy y forma parte de la tesis de Daniel Carbajal Martínez, ahora egresado de la maestría en Ciencias de la Tierra del CICESE.

El calor que provoca esta anomalía térmica en La Jolla se aprecia a lo largo del deslizamiento de la falla de Agua Blanca, una falla regional de más de 150 kilómetros de largo que parte de Punta Banda y corre hacia el sureste de Ensenada. A lo largo de la falla hay manantiales termales en las partes altas y a nivel de costa en la Bahía de Todos Santos, donde se encuentra esta playa reconocida por la población local por su arena caliente.

“El sistema ya había sido estudiado desde finales de los setenta. Sin embargo, ahora aplicamos técnicas más modernas al estudio, entre ellas el uso de vehículos aéreos no tripulados”, compartió el Dr. Loïc Peiffer, investigador del Departamento de Geología del CICESE, quien, junto al Dr. Carlos Flores del Departamento de Geofísica, codirigió la tesis de Daniel Carbajal. “Nos beneficiamos de la experiencia y equipos de Alejandro Hinojosa y de Armando Trasviña, ambos del CICESE, así como de sus grupos de trabajo. La idea era sobrevolar la playa con drones tomando imágenes térmicas para ver cómo se distribuye la temperatura en la superficie”. Aunque se ha vuelto muy popular en las geociencias, el uso de tecnología moderna de exploración como los vehículos autónomos no tripulados, aun no es tan extenso.

En la primera parte del estudio se realizaron dos campañas de vuelo antes del amanecer para evitar cualquier efecto de radiación solar, ya que la cámara térmica utiliza el espectro de infrarrojo para captar imágenes. Además, el trabajo se realizó durante las mareas más bajas del año, debido a que es cuando se descubre la anomalía térmica, lo que permitió observar con claridad la extensión de este fenómeno. Para calibrar los resultados obtenidos de las imágenes térmicas se realizaron mediciones manuales con un termómetro.

El equipo de investigación también midió la descarga de agua al excavar 20 pozas de 30 centímetros de profundidad. Con ello, se estimó una descarga de agua termal de 330 (± 44) litros por segundo, la cual genera un flujo de calor estimado de alrededor de 40.5 (± 5.2) mega watts.

Esto se debe a que el agua de lluvia que cae en la región se filtra en la zona más permeable de la falla de Agua Blanca y llega a profundidades de varios kilómetros. El gradiente geotérmico de la corteza en esa zona oscila entre 20 y 30 °C por kilómetro. Cuando hay recargas por lluvias en la parte alta de la falla, el agua fluye hasta la profundidad y logra salir a nivel del mar a temperaturas altas debido al gradiente hidráulico.

El problema de escasez de agua potable en Ensenada es ampliamente conocido. Por lo tanto, en el artículo publicado se propone el sistema de desalación de agua por destilación de efecto múltiple (MED, en inglés) como uno de los usos directos posibles del potencial geotérmico de la playa La Jolla. MED es la opción más factible, ya que demanda el menor consumo específico de calor y electricidad. Además, opera a temperaturas entre 60 y 90 °C, y puede trabajar con agua de alimentación a concentraciones altas de sal y con procesos de pretratamiento más simples que el método de desalación por ósmosis inversa.

Actualmente no hay plantas desaladoras operando con energía geotérmica. Como antecedente, entre 1998 y 1999, una planta MED piloto operó en la isla griega Kimolos, ubicada a 250 metros del mar. La planta producía 2.24 metros cúbicos por hora (m3/h) de agua potable aprovechando un flujo de 50 m3/h de agua geotérmica, extraída a una profundidad de 188 metros y con una temperatura de 60 °C. La operación de esta unidad con energía geotérmica permitió ahorrar 500 toneladas equivalentes de petróleo por año (ocho millones de kilocalorías por hora).

En este artículo científico participaron investigadores, técnicos y estudiantes de tres divisiones del CICESE (Ciencias de la Tierra, Física Aplicada y Biología Experimental y Aplicada), así como de la Unidad Foránea CICESE La Paz: Loïc Peiffer, Claudio Inguaggiato, Alejandro Hinojosa Corona, Carlos Flores Luna, Armando Trasviña, Daleth Carlos, Francisco Javier Carranza Chávez, Rodrigo Méndez Alonzo, Sergio Arregui y Karen Casallas Moreno, junto a otros estudiantes del posgrado en Ciencias de la Tierra, quienes apoyaron en los levantamientos aéreos con drones en la playa La Jolla.

El grupo de investigación agradece a los campos turísticos Meneses y La Jolla, quienes abrieron amablemente sus puertas para montar un pequeño campo de trabajo durante las horas que duraron los experimentos. Este trabajo fue financiado parcialmente por el proyecto CONACYT PN-2016-01-1998 “Exploración de sistemas geotérmicos mediante estudios geoquímicos y modelación numérica”, a cargo del Dr. Loïc Peiffer.

Más información en esta liga: https://bit.ly/3oxyPf6

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