Entrevista – Explorando nuevas fronteras de la energía del magma con el KMT

Explorando nuevas fronteras de la energía del magma con el proyecto Krafla Magma Testbed (KMT): entrevista con Björn Þór Guðmundsson (fuente de la imagen insertada: Landsvirkjun)

Oscar Llamosa Ardila 29 Jan 2024

A pesar del avanzado estado del desarrollo geotérmico alrededor de las regiones volcánicas, no ha habido mucho éxito en la perforación de magma y en la toma de mediciones in situ significativas. Ha habido casos de perforación de magma en el pasado, pero nunca se explotaron por completo debido principalmente a las limitaciones tecnológicas de la época. De hecho, el magma ha sido descrito como una frontera inexplorada de la corteza terrestre.

En los próximos años, el proyecto Krafla Magma Testbed (KMT) en el campo geotérmico de Krafla en Islandia tiene como objetivo perforar una cámara de magma poco profunda. Esto servirá como instalación de investigación y como instalación de demostración para producir energía geotérmica cerca de un cuerpo de magma.

Para obtener más información sobre el proyecto KMT, entrevistamos al director ejecutivo de KMT, Björn Þór Guðmundsson. Björn arroja algo de luz sobre el enfoque del KMT para abordar los desafíos de perforar magma y los objetivos del proyecto.

Anteriormente se había producido un incidente de perforación de magma en Islandia que generó problemas relacionados con la corrosión y las temperaturas extremas. ¿Qué mejoras en la tecnología ayudarán a que este intento sea un éxito? ¿Cuál será la estrategia para afrontar los desafíos técnicos del pasado?

Supongo que te refieres al proyecto IDD-1 y a la perforación de magma en 2009. La idea del KMT surgió del encuentro accidental de magma en el proyecto IDDP. Cuando se perforó IDDP-1, el pozo no estaba diseñado para soportar el entorno extremo cercano al magma. Utilizaron equipos y materiales de perforación convencionales (cabeza de pozo, carcasas, etc.), lo que provocó corrosión e inestabilidad en el pozo, por lo que finalmente tuvieron que cerrarlo.

Sin embargo, ese pozo fue sometido a pruebas de flujo durante más de un año y resultó ser unas diez veces más potente que el pozo promedio en Krafla.

Con base en esta experiencia, Krafla Magma Testbed NPO está realizando pruebas y desarrollo exhaustivos de materiales para diseñar pozos que puedan soportar estas condiciones. Esto estará respaldado por el modelado de la dinámica termomecánica de interacción fluido-estructura, que nos permite calcular la dinámica y la tensión termomecánica asociada con la intrusión de magma en un pozo de perforación.

¿Qué tipo de información o muestras pretende recolectar de los pozos?

Estamos perforando dos pozos: KMT-1, un pozo de monitoreo e investigación volcánica, y KMT-2, un pozo de investigación energética. Recopilaremos una gran cantidad de datos geofísicos y geoquímicos de estos pozos con métodos que en su mayoría son conocidos.

La diferencia con KMT es que nuestro objetivo es recuperar un núcleo de la base del sistema hidrotermal hasta convertirlo en magma y monitorear la temperatura a lo largo de ese intervalo en paralelo. Esta será la primera vez que los científicos obtengan muestras de esto. Nuestro objetivo es colocar sensores de temperatura y presión en el magma para realizar mediciones directas del comportamiento del magma. Estamos colaborando con la comunidad de sensores para desarrollar nuevos sensores de temperatura y tecnologías resistentes a la temperatura para monitorear la presión directamente en el magma.

A través de esta observación directa, pretendemos mejorar nuestra capacidad para monitorear y pronosticar eventos volcánicos. Al perfeccionar nuestras interpretaciones y modelos de las señales monitoreadas durante los disturbios volcánicos, desarrollaremos nuevos métodos para mejorar los sistemas de alerta temprana de erupciones volcánicas y, en última instancia, reducir los riesgos que plantean.

Además de explorar el potencial de la geotermia de rocas supercalientes, ¿qué otros conocimientos científicos espera obtener de este proyecto?

Estos son los objetivos generales del KMT:

• Caracterizar la zona de transición magma-roca-hidrotermal y su evolución;
• Diseñar y construir pozos estables para muestreo y monitoreo continuo a largo plazo de cuerpos de magma almacenados en profundidad y su entorno inmediato;
• Probar nuevos materiales, sensores y tecnologías en condiciones extremas;
• Desarrollar nuevas tecnologías de aprovechamiento de energía;
• Evaluar la respuesta del magma y los fluidos a la exploración y utilización geotérmica;
• Llevar a cabo experimentos con manipulación controlada en la interfaz magma-roca-hidrotermal y en magma, junto con actividad de monitoreo de alta resolución;
• Desarrollar nuevos métodos y enfoques de monitoreo capaces de identificar, localizar y caracterizar cuerpos de magma;
• Mejorar la confiabilidad de las alertas de erupciones volcánicas inminentes en todo el mundo a través de una mejor comprensión de los procesos volcánicos del subsuelo y cómo monitorearlos.

¿Cuál prevé que será el impacto del proyecto KMT en el campo de la geotermia de rocas supercalientes y en la industria geotérmica en general?

La inversión internacional en energía geotérmica todavía representa sólo una proporción relativamente pequeña de la producción de energía en todo el mundo. Las razones incluyen que el recurso a veces se distribuye de manera inconveniente, los costos iniciales son altos debido a los gastos y las incertidumbres de la perforación, y la eficiencia de convertir el vapor geotérmico normal en electricidad es baja.

Sin embargo, la generación de energía geotérmica opera con muy bajas emisiones de gases de efecto invernadero, la producción es continua y la huella es pequeña. La central eléctrica se encuentra en su sitio de fuente de energía y reciclaje de “residuos”. Los avances en la transmisión de electricidad están superando la economía de la distancia con una mejor “verificación del terreno” para localizar la fuente de calor magmática.

Reducir las incertidumbres sobre las condiciones del magma del KMT disminuirá los costos iniciales. KMT tiene como objetivo revolucionar la industria geotérmica mejorando la economía de la energía geotérmica hasta un orden de magnitud, lo que demostró ser la diferencia entre un pozo convencional en Krafla y el pozo IDDP-1 que accidentalmente entró en magma. Esto se logrará mediante el diseño de nuevos pozos de producción innovadores que puedan soportar condiciones cercanas al magma.

La mejora del rendimiento de la energía geotérmica está relacionada con una mayor entalpía y exergía del fluido geotérmico supercaliente que será igualmente relevante en todos los entornos geográficos y geológicos como en Islandia.

Las soluciones técnicas desarrolladas para el manejo de fluidos tanto en pozos como en superficie serán aplicables en otros entornos geográficos y geológicos. Las propiedades de los fluidos estarán determinadas en gran medida por la temperatura y la presión, no sólo por la geología. Esto incluye gases como HCl y sílice. Pozos igualmente calientes tendrán los mismos desafíos en términos de expansión térmica de carcasas, válvulas y otros equipos de superficie. Lo mismo se aplica a los desafíos que plantea la cementación de largas sartas de revestimiento en un entorno de roca caliente.

El desarrollo y las soluciones de fluidos de perforación y métodos de perforación para evaluar y manejar la estabilidad de la formación al perforar con fluidos de perforación fríos en formaciones rocosas supercalientes serán aplicables a todos los

en otros entornos geográficos y geológicos.

La geotermia puede considerarse un aliado en la transición energética por su potencia y no intermitencia, y una parte del mix de energías verdes para ayudarnos a abandonar los combustibles fósiles. Por ejemplo, desarrollar formas de utilizar energía geotérmica cercana al magma podría abrir caminos hacia nuevas fuentes de energía, como zonas de fisuras del fondo del océano donde el magma se encuentra relativamente alto en la corteza. Toda la energía geotérmica puede considerarse como una energía de carga base rentable, estable, respetuosa con el medio ambiente y confiable. La energía magma puede considerarse una fuente de energía geotérmica de alto riesgo y alta recompensa.

¿Puedes contarnos más sobre el cronograma del proyecto? ¿Cuándo podemos esperar que comience la perforación y cuántos pozos se están planificando?

Planeamos perforar el primer pozo KMT-1 en 2026 y KMT-2 en 2028.

Fuente de referencia vía nuestra plataforma global ThinkGeoEnergy.